자기장은 자기장의 영향이 자석 주위에서 느껴질 수있는 영역이다. 자기장은 자연의 주변과 자기 물체 내에서 자기력이 어떻게 분산되는지 설명하는 데 사용하는 도구입니다.
자기장에서 하전 입자의 움직임
힘이 입자에 작용할 때, 힘의 일부가 입자의 이동 방향에 지시되면 작업을 생성한다고합니다. 자기력은 크기 B의 균일 한 자기장으로 이동하는 전하 Q가있는 전자의 스트림이있을 때 자기장에서 입자의 움직임에 표면에 평행하게 적용됩니다.
이 경우, 우리는 자기 력이 입자에 작용하지 않으므로 전자 속도의 변화는 볼 수 없다고 주장합니다. 전자의 속도 V가 전자그넷과 평행 할 때 1
를 쓸 수 있습니다.이 경우 자기 운동은 자기장에서 원형 운동의 물체 중심을 향해 발생합니다 각 운동량으로 작동합니다. 결과적으로 V와 B가 수직 인 경우 구성 요소는 원을 설명합니다.
응용 프로그램
다음은 두 분야의 존재와 관련된 주요 응용 프로그램 중 일부입니다.
- 자기장에서 하전 입자의 움직임
- 전자의 특정 전하가 측정됩니다 (J.J.Thomson Experiment)
- 알파 입자 가속도 (사이클로트론)
- 해결 된 문제의 예
중력이없는 환경에서 하전 된 입자는 속도가 변하지 않고 이동합니다. 다음 중 실행 가능한 옵션은 무엇입니까?
- a) b =0, e =0 b) e =0, b ≠ 0 c) e ≠ 0, b =0 d) B ≠ 0, e ≠ 0
무거운 이온이 속도를 바꾸지 않고 중력이없는 환경에서 이동한다면
입자는 일정한 속도로 모든 방향으로 이동할 수 있습니다. B =0 및 E =0의 결과로 입자는 복합 진자로 이동할 수 있습니다. 입자가 라운드에서 움직이게하는 수직 성분은 전자석에 의해 제공됩니다.
QE =QB와 자기 및 전기력이 반대 방향으로 있으면 입자는 균일 한 속도로 이동합니다.
균일 자기장에서 하전 입자의 운동
Lorentz Force
균일 한 자기장에서 하전 된 입자의 운동의 진폭이 두력의 측정 된 값이 동일하도록 변형된다고 가정하자. 이 경우 자유 전자에 적용된 순 압력은 0입니다.
f =f (전자) + f (자기) =q (e =v x b)
Lorentz Force는 전기 및 자기장과 접촉 할 때 이동 충전으로 경험됩니다. Lorentz 힘
f (전기) =f (자기)
우리는 전자기 힘이 역 방향을 가리키고 있음을 쉽게 알 수 있습니다. E와 B의 상수가 정확하게 수정되어 두 힘의 강도가 동일 할 때, 전체 대조군에 가해지는 총 압력은 0이고 입자는 현장에서 유입됩니다.
순 힘은 0 입니다
전기 및 자기장의 강도가 전자기력 (Fe =FB)과 관련된 힘을 동일하게하기 위해 수정되면 전하가 현장에서 자유롭게 움직일 수 있습니다.
.QE =BQV, E =BV, V =E/B
이 인스턴스는 다른 속도 (E/B)의 알파 입자가 교차장 사이에서 분류되지 않은 전송에 사용될 때 사용됩니다. 이것은 속도 선택기라고합니다. 1897 년 J. Thomson은이를 사용하여 전하 대 질량 비율을 계산했습니다.
속도 선택기는 질량 분광기로 사용하여 가격 대 성능 비율에 따라 하전 입자를 식별합니다.
원형 및 나선 운동의 차이
다음은 원형 및 나선 운동의 빠른 차이점입니다
원형 운동은 원형 경로에서 일정한 속도로 물체의 움직임을 말합니다. 방향이 지속적으로 변하기 때문에이 움직이는 물체의 속도는 각 움직임 동안 변하지만 속도는 일정합니다.
Helical Motion은 속도의 단일 구성 요소가 방향과 크기에서 동일하게 유지되는 반면 다른 구성 요소는 속도가 동일하게 유지되는 경우 발생하는 모션을 나타냅니다.
사이클로트론
사이클로트론은 고 에너지를 사용하여 전자기파 또는 이온을 가속화하는 장치입니다. 사이클로 트론은 하전 입자의 에너지를 높이기 위해 자기장 및 전기장을 모두 사용합니다. 전자기장은 서로 평행하기 때문에 교차 힘이라고합니다.
교차 전기 및 자기장에서 하전 입자의 움직임
교차 전기 및 자기장에서 하전 된 입자의 운동의 맥락에서, 각 운동량은 전자 속도와 평행합니다. 결과적으로, 노력은 이루어지지 않으며 가속도의 차이는 없습니다. 그러나 가속 방향이 이동할 수 있습니다. 우리는 균일 한 자화로 광자 빔의 속도를 살펴 보겠습니다. v 수직 B의 상황을 먼저 고려하십시오.
- 수평력 Q V B는 균일 한 원형 운동으로 작동하여 영구 자석에 평행 한 원형 운동을 유발합니다. 속도가 B와 함께 요소를 갖는 경우, 자기장을 따르는 운동에 영향을받지 않기 때문에이 분획은 변경되지 않은 상태로 남아 있습니다.
- 자기장과 전기장 모두에서 충전 가능한 입자의 속도. 결과는 피치가 크게 증가한 헬리 적 움직임입니다.
- 각 순환 요소의 직경 및 기간, 진동 및 각속 속도와 같은 다른 많은 일반 특성은 자기장과 평행 한 알파 입자의 비선형 이동의 경우에 동일합니다.
입자의 속도의 백분율이 자기장에 해당한다고 가정합니다 (V2에 의해 언급). 이 경우 전자는지면과 함께 움직일 것이며 입자의 경로는 죄가 있습니다. 접지 P는 한 번의 혁명에서 영구 자석과 함께 가로지는 거리입니다. p =v2t =2mv2/2qb
결론
힘이 입자에 작용할 때, 힘의 일부가 입자의 이동 방향에 지시되면 작업을 생성한다고합니다. 자기력은 크기 B의 균일 한 자기장으로 이동하는 전하 Q가있는 전자의 스트림이있을 때 자기장에서 입자의 움직임에 표면에 평행하게 적용됩니다.
