Jak se elektricky nabitá částice chová v elektrických a magnetických polích?

Elektricky nabitá částice je částice, která má kladný nebo záporný náboj. Mohou to být jak atomy, tak molekuly a elementární částice. Když je elektricky nabitá částice v elektrickém poli, působí na ni Coulombová síla. Hodnota této síly, pokud je známa hodnota silné pole v konkrétním bodě se vypočte podle následujícího vzorce: F = qE.

A tak, že elektricky nabitá částice, která se nachází v elektrickém poli, se pohybuje pod vlivem Coulombovy síly.

Teď zvažte Hallův efekt. Experimentálně bylo zjištěno, že magnetické pole ovlivňuje pohyb nabitých částic. Magnetická indukce je maximální síla, která působí na rychlosti takové částice magnetickým polem. Nabitá částice se pohybuje rychlostí jednotky. Pokud se elektricky nabité částice poletí v magnetickém poli při předem stanovené rychlosti, je síla, která působí na části pole je kolmé k rychlosti částice a magnetické indukce vektoru, respektive: F = q [v, B]. Vzhledem k tomu, síla, která působí na pohyb částic je kolmá k rychlosti a zrychlení, jak je uvedeno v tomto silou kolmou k pohybu, zrychlení je normální. V souladu s tím, přímočarý trajektorie bude se ohýbat, když nabitá částice zasáhne magnetické pole. Pokud částice letí paralelně s linií magnetické indukce, pak magnetické pole nemá vliv na nabitou částicu. Pokud letí kolmo na linie magnetické indukce, pak síla působící na částic bude maximálně.

Nyní píšeme II Newtonův zákon: qvB = mv²/ R nebo R = mv / qB, kde m je hmotnost nabité částice a R je poloměr trajektorie. Z této rovnice vyplývá, že se částice pohybují v jednotném poli podél obvodu poloměru. Takže doba otáčení nabité částice v kruhu nezávisí na rychlosti pohybu. Je třeba poznamenat, že u elektricky nabitých částic zachycených v magnetickém poli se kinetická energie nezmění. Vzhledem k tomu, že síla je kolmá na pohyb částice v kterémkoli bodě trajektorie, magnetická síla pole, které působí na částici, neprovádí práci související s pohybem nabitých částic.

Směr působení síly na pohyb nabité částice v magnetickém poli může být stanovena „pravidla levé ruky.“ K tomu je třeba umístit na levou ruku tak, aby čtyři prsty směřující směr rychlosti nabité částice, dobře a magnetické indukční čáry jsou směrovány do dlaně centra, v tomto případě je ohnuta v úhlu 90 stupňů palec ukáže směr síly, která působí na pozitivně nabité částice. V tomto případě, v případě, že částice má záporný náboj, je směr síly bude naopak.

Pokud se elektricky nabité částice, které spadají do oblasti společné působení magnetického a elektrického pole, to je síla, nazvaný Lorentzova síla: F = qE + Q [V, B]. První termín v tomto případě se týká elektrického zařízení, a druhý - s magnetickým polem.