Приложение 2. Сила Лоренца.Применение силы Лоренца2

  • ppt
  • 08.05.2020
Публикация на сайте для учителей

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Иконка файла материала Приложение 2. Сила Лоренца.Применение силы Лоренца2.ppt

Сила Лоренца

Сила Лоренца

Магнитное поле действует только на движущийся заряд.
Силой Лоренца называют силу Fл, действующую в магнитном поле на электрический заряд q, движущийся в пространстве со скоростью .

Связь тока в проводнике с характеристиками носителей

I = Q / t
Q = q N
N = n V
V = v t S
I = q n v t S / t



I = q n v S

Сила Ампера

Связь между силой Лоренца и силой Ампера

Fл = Fа / N
Fл = BIL sinα / N
Fл = B qvnS L sinα / N
Fл = B qvN sinα / N
Fл = B qv sinα



Fлоренца

Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки

Сила Лоренца

При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает.
Поэтому модуль вектора скорости при движении частицы не изменяется.

Движение заряженной частицы в магнитном поле перпендикулярно B

Движение заряженной частицы в магнитном поле под углом к B

Такая частица будет двигаться в однородном магнитном поле по спирали.
При этом радиус спирали R зависит от модуля перпендикулярной магнитному полю составляющей υ┴ а шаг спирали p – от модуля продольной составляющей υ||

Движение потока электронов в магнитном поле.

Применение силы Лоренца

Циклотрон.

Циклотрон.

Период обращения частицы в однородном магнитном поле равен


Циклотронная частота не зависит от скорости
Заряженная частица ускоряется электрическим полем, а удерживается на траектории магнитным полем.

Электронно-лучевая трубка.

Селектор скоростей.

Частицы движутся в скрещенных однородных электрическом и магнитном полях.
Если электрическая сила скомпенсирована силой Лоренца, частица будет двигаться равномерно и прямолинейно .
При заданных значениях электрического и магнитного полей селектор выделит частицы, движущиеся со скоростью υ = E / B.

Масс – спектрометр.

Можно измерять массы заряженных частиц – ионов или ядер различных атомов.
Используются для разделения изотопов, то есть ядер атомов с одинаковым зарядом, но разными массами .

Масс – спектрометр.

Траектории частиц представляют собой окружности радиусов R = mυ / qB'.
Измеряя радиусы траекторий при известных значениях υ и B' можно определить отношение q / m.
В случае изотопов (q1 = q2) масс-спектрометр позволяет разделить частицы с разными массами.

Магнитная «бутылка» или ловушка.

Заряженные частицы не выходят за пределы «бутылки».
Используется для удержания плазмы в управляемом термоядерном синтезе.

Радиационные пояса Земли.

Быстрые заряженные частицы от Солнца попадают в магнитные ловушки радиационных поясов.

Радиационные пояса Земли.

Радиационные пояса Земли.

Частицы могут покидать пояса в полярных областях и вторгаться в верхние слои атмосферы, вызывая полярные сияния.

Эффект Холла.

Возникновение в проводнике или полупроводнике с током, находящемся в магнитном поле, поперечной разности потенциалов.
Причиной является отклонение электронов, движущихся в магнитном поле под действием силы Лоренца.

МГД - генератор.

Работа основана на эффекте Холла.