Μήπως ένα ηλεκτρόνιο εκτρέπεται περισσότερο από ένα πρωτόνιο σε μαγνητικό πεδίο;
τα βασικά
* Φορτισμένα σωματίδια σε μαγνητικά πεδία: Τα φορτισμένα σωματίδια που κινούνται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου βιώνουν μια δύναμη. Η αντοχή αυτής της δύναμης εξαρτάται από το φορτίο του σωματιδίου, την ταχύτητα του σωματιδίου, την αντοχή του μαγνητικού πεδίου και τη γωνία μεταξύ της ταχύτητας του σωματιδίου και του μαγνητικού πεδίου.
* Lorentz Force Law: Αυτός ο νόμος περιγράφει τη δύναμη σε ένα φορτισμένο σωματίδιο σε ένα μαγνητικό πεδίο: f =q (v x b) , πού:
* F είναι η δύναμη
* Q είναι το φορτίο του σωματιδίου
* V είναι η ταχύτητα του σωματιδίου
* Β είναι η δύναμη του μαγνητικού πεδίου
* x αντιπροσωπεύει το σταυρό προϊόν (το οποίο λαμβάνει υπόψη τη γωνία μεταξύ V και B)
Συγκρίνοντας τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια
* χρέωση: Τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο (-1,602 x 10^-19 coulombs), ενώ τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο (+1,602 x 10^-19 coulombs).
* μάζα: Τα πρωτόνια είναι σημαντικά πιο μαζικά από τα ηλεκτρόνια (η μάζα πρωτονίων είναι περίπου 1836 φορές μεγαλύτερη).
εκτροπή
* κατεύθυνση: Η κατεύθυνση της δύναμης τόσο στα ηλεκτρόνια όσο και στα πρωτόνια καθορίζεται από τον κανόνα του δεξιού. Αυτό σημαίνει ότι η δύναμη θα είναι κάθετη τόσο στην ταχύτητα όσο και στο μαγνητικό πεδίο.
* μέγεθος: Ενώ το φορτίο των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων είναι ίσο σε μέγεθος, η δύναμη που βιώνει και τα δύο σωματίδια είναι η ίδια Εάν κινούνται με την ίδια ταχύτητα στο ίδιο μαγνητικό πεδίο.
* Διαδρομή: Ωστόσο, επειδή τα ηλεκτρόνια είναι πολύ ελαφρύτερα από τα πρωτόνια, θα εκτρέψουν πιο σημαντικά (Αλλαγή κατεύθυνσης πιο δραστικά) από τα πρωτόνια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μια δεδομένη δύναμη θα προκαλέσει μεγαλύτερη επιτάχυνση σε μικρότερη μάζα (ο δεύτερος νόμος του Newton:F =MA).
Συμπέρασμα
Συνοπτικά, ένα ηλεκτρόνιο θα εκτρέψει * περισσότερο * από ένα πρωτόνιο σε ένα μαγνητικό πεδίο Επειδή έχει μικρότερη μάζα. Η δύναμη και στα δύο σωματίδια είναι ίση, αλλά το ελαφρύτερο ηλεκτρόνιο βιώνει μεγαλύτερη αλλαγή στην κατεύθυνση λόγω της χαμηλότερης αδράνειας της.
