Δύο πανομοιότυπα φορτισμένα σωματίδια που κινούνται με την ίδια ταχύτητα εισάγουν μια περιοχή ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου εάν κάποιος εισέρχεται φυσιολογικά προς την κατεύθυνση και άλλα μαζί στις 30 με;

Ας σπάσουμε πώς η κίνηση αυτών των φορτισμένων σωματιδίων θα διαφέρει όταν εισέρχονται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο σε διαφορετικές γωνίες.

Βασικές αρχές

* Μαγνητική δύναμη σε κινούμενη φόρτιση: Ένα φορτισμένο σωματίδιο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο βιώνει μια δύναμη κάθετη τόσο στην ταχύτητα όσο και στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η δύναμη δίνεται από:

F =qvb sinθ

όπου:

* F είναι η μαγνητική δύναμη

* Q είναι το φορτίο του σωματιδίου

* V είναι η ταχύτητα του σωματιδίου

* Β είναι η δύναμη του μαγνητικού πεδίου

* θ είναι η γωνία μεταξύ της ταχύτητας και του μαγνητικού πεδίου.

* Κυκλική κίνηση: Όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο κάθετο στην ταχύτητά του (θ =90 °), η μαγνητική δύναμη την προκαλεί να κινηθεί σε κυκλική διαδρομή. Η ακτίνα αυτής της διαδρομής εξαρτάται από το φορτίο, την ταχύτητα, τη μάζα και τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου.

Καταστροφή σεναρίου

1. Το σωματίδιο που εισέρχεται κάθετα:

* Το σωματίδιο βιώνει μια μέγιστη μαγνητική δύναμη (αμαρτία 90 ° =1).

* Αυτή η δύναμη λειτουργεί ως κεντρομόλος δύναμη, προκαλώντας το σωματίδιο να μετακινείται σε κυκλική διαδρομή με ακτίνα r.

2. Εισερχόμενο σε 30 °:

* Η μαγνητική δύναμη είναι μικρότερη (αμαρτία 30 ° =1/2).

* Η δύναμη δρα την κάθετη προς το συστατικό ταχύτητας που είναι κάθετη στο μαγνητικό πεδίο.

* Το σωματίδιο θα ακολουθήσει ένα ελικοειδές μονοπάτι.

Βασικές διαφορές

* Τρέχα:

* ΠΟΛΛΑΠΛΗ:Κυκλική διαδρομή.

* 30 °:ελικοειδές μονοπάτι (συνδυασμός κυκλικής κίνησης και κίνησης κατά μήκος του μαγνητικού πεδίου).

* ακτίνα κυκλικής κίνησης:

* Το σωματίδιο που εισέρχεται κάθετα θα έχει μεγαλύτερη ακτίνα κυκλικής κίνησης από το σωματίδιο που εισέρχεται στους 30 °. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η μαγνητική δύναμη είναι ισχυρότερη στην κάθετη περίπτωση.

* ταχύτητα:

* Η ταχύτητα και των δύο σωματιδίων θα παραμείνει σταθερή. Η μαγνητική δύναμη αλλάζει μόνο την κατεύθυνση της κίνησης, όχι το μέγεθος της ταχύτητας.

Οπτικοποίηση των διαδρομών

Φανταστείτε ένα μαγνητικό πεδίο που δείχνει προς τα πάνω.

* κάθετο: Το σωματίδιο που εισέρχεται κάθετα θα κινηθεί σε έναν κύκλο σε επίπεδο παράλληλο προς το έδαφος.

* 30 °: Το σωματίδιο που εισέρχεται στους 30 ° θα κινηθεί σε έλικα, με τον άξονα έλικας ευθυγραμμισμένο με την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θα θέλατε να εξηγήσω με περισσότερες από αυτές τις έννοιες ή να δώσετε ένα παράδειγμα υπολογισμού!