E82092_Fizyka ZR LO kl.3

Naładowana cząstka w polu magnetycznym
Na cząstkę o ładunku q poruszającą się w polu magnetycznym z prędkością υ → działa
siła Lorentza F → = qυ → × B → , o wartości F = qυB sin 0)
qυ
Na podstawie tej definicji wartością B indukcji magnetycznej → B nazywamy stosunek wartości
maksymalnej siły Lorentza działającej na cząstkę o ładunku dodatnim q, poruszającą
się z szybkością υ, do iloczynu ładunku i szybkości tej cząstki.
Tor naładowanej cząstki w polu magnetycznym zależy od kąta między jej prędkością υ
→
i kierunkiem linii pola, czyli kierunkiem B. → Jeśli naładowana cząstka wpada do pola magnetycznego
z prędkością υ:
→
▶ równoległą do linii pola, to porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym;
▶ prostopadłą do linii pola, to porusza się ze stałą szybkością po okręgu o promieniu
r = mυ
qB , a okres jej ruchu T =2π m qB ;
▶ tworzącą z liniami pola kąt α (różny od kątów 0, π 3π
, π, , 2π), to porusza się po
2 2
linii śrubowej ruchem złożonym z dwóch ruchów: jednostajnego prostoliniowego
z szybkością υ cosα wzdłuż linii pola i jednostajnego po okręgu z szybkością υ sinα
prostopadle do linii pola.
⊥
q
⎜⎢
B
→
υ ‖ = υ cosα
→
υ ⊥ = υ sinα
W polu magnetycznym energia kinetyczna naładowanej cząstki nie zmienia się, ponieważ
siła Lorentza działająca na cząstkę (gdy → υ ⁄‖ → B) jest siłą dośrodkową; w każdym punkcie
toru:
→
F dośr ⊥ ∆ → r ⇒ ∆W = → F dośr · ∆ → r =0
Pole magnetyczne przewodników, przez które płynie prąd
Prąd płynący w długim, prostoliniowym przewodniku wytwarza pole magnetyczne,
którego linie (w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika) są współśrodkowymi okręgami
o środkach leżących na przewodniku.
Wartość indukcji magnetycznej w odległości r od przewodnika wyrażamy wzorem:
B = µ 0I
2πr
gdzie I jest natężeniem prądu płynącego w przewodniku, a współczynnik
µ 0 =4π · 10 −7 Tm
A =4π · 10−7 N
– przenikalnością magnetyczną próżni.
2
A
123