E82092_Fizyka ZR LO kl.3
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
16. Naładowana cząstka w polu magnetycznym<br />
Wartością B indukcji magnetycznej → B nazywamy stosunek wartości maksymalnej siły<br />
Lorentza działającej na cząstkę o ładunku dodatnim poruszającą się z szybkością , do<br />
iloczynu ładunku i szybkości tej cząstki.<br />
Skoro kierunek siły Lorentza jest prostopadły do prędkości, to siła magnetyczna nie wykonuje<br />
pracy. Wobec tego energia kinetyczna naładowanej cząstki, poruszającej się w polu<br />
magnetycznym (gdy siła magnetyczna jest jedyną działającą siłą), nie ulega zmianie.<br />
Znajomość indukcji magnetycznej pozwala znaleźć siłę Lorentza działającą na cząstkę<br />
o znanym ładunku q oraz znanej prędkości → υ i opisać jej ruch. W tym celu należy odpowiednio<br />
zastosować regułę lewej dłoni z uwzględnieniem znaku ładunku cząstki (palce<br />
ustawiamy zgodnie ze zwrotem prędkości cząstki dodatniej, a przeciwnie do zwrotu<br />
prędkości cząstki ujemnej) lub sprawnie posługiwać się iloczynem wektorowym.<br />
Przykład 16.1<br />
Siła Lorentza działająca na elektrony<br />
Pomiędzy bieguny magnesu wytwarzającego pole, którego linie są zwrócone nad płaszczyznę<br />
rysunku (rys. 16.1a), wpada wiązka elektronów.<br />
a) płaszczyzna<br />
b)<br />
rysunku<br />
→<br />
F = −e → υ × → B<br />
–e<br />
–e płaszczyzna<br />
B prostopadła<br />
do rysunku<br />
Rys. 16.1<br />
Na każdy elektron wchodzący do pola magnetycznego działa siła Lorentza zwrócona w górę<br />
(rys. 16.1b). Tor wiązki ulegnie więc zakrzywieniu ku górze (nie w stronę bieguna!). W tym<br />
przypadku wektory → υ i → B leżą w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny rysunku, a tor<br />
elektronu leży w płaszczyźnie rysunku.<br />
Jeśli cząstka naładowana porusza się<br />
równolegle do wektora indukcji pola<br />
magnetycznego, wartość siły Lorentza<br />
działającej na tę cząstkę wynosi zero.<br />
Jej ruch jest w takim przypadku jednostajny,<br />
prostoliniowy.<br />
Na cząstkę poruszającą się z prędkością<br />
prostopadłą do linii pola działa<br />
siła o maksymalnej wartości i kierunku<br />
prostopadłym do płaszczyzny<br />
utworzonej przez linie pola i wektor<br />
prędkości chwilowej (rys. 16.2).<br />
υ 1 = υ 2 = υ 3<br />
F 1 = F 2 = F 3<br />
3<br />
q<br />
q q > 0<br />
F 3<br />
1 F 1<br />
2<br />
F 2<br />
q<br />
Rys. 16.2 Siła Lorentza jako siła dośrodkowa<br />
B<br />
97
Change language