Як сябе паводзіць электрічным зараджаная часціца ў электрычным і магнітным палях?

Электрічным зараджаная часціца - гэта часціца, якая валодае станоўчым або адмоўным зарадам. Гэта могуць быць як атамы, малекулы, так і элементарныя часціцы. Калі электрічным зараджаная часціца знаходзіцца ў электрычным полі, на яе дзейнічае сіла Кулона. Значэнне гэтай сілы, калі вядома значэнне напружанасці поля ў канкрэтнай кропцы, вылічаецца па наступнай формуле: F = qE.

Такім чынам, мы вызначылі, што з электрічным зараджаная часціца, якая знаходзіцца ў электрычным полі, рухаецца пад уздзеяннем кулонаўскімі сілы.

Зараз разгледзім эфект Хола. Эксперыментальна было выяўлена, што магнітнае поле ўздзейнічае на рух зараджаных часціц. Магнітная індукцыя роўная максімальнай сіле, якая ўздзейнічае на хуткасць руху такой часціцы з боку магнітнага поля. Зараджаная часціца рухаецца з адзінкавай хуткасцю. Калі электрічным зараджаная часціца ўляціць у магнітнае поле з зададзенай хуткасцю, то сіла, якая дзейнічае з боку поля, будзе перпендыкулярная хуткасці часціцы і адпаведна вектару магнітнай індукцыі: F = q [v, B]. Паколькі сіла, якая дзейнічае на часціцу, перпендыкулярная хуткасці руху, то і паскарэнне, задаванае гэтай сілай таксама перпендыкулярна руху, з'яўляецца нармальным паскарэннем. Адпаведна, прамалінейная траекторыя руху будзе перакрыўляцца пры трапленні зараджанай часціцы ў магнітнае поле. Калі часціца ўлятае паралельна лініях магнітнай індукцыі, то магнітнае поле не дзейнічае на зараджаную часціцу. Калі яна ўлятае перпендыкулярна лініях магнітнай індукцыі, то сіла, якая дзейнічае на часціцу, будзе максімальнай.

Цяпер запішам II закон Ньютана: qvB = mv ² / R, або R = mv / qB, дзе m - гэта маса зараджанай часціцы, а R - гэта радыус траекторыі. З гэтага раўнання варта, што часціца рухаецца ў аднастайным поле па акружнасці радыусу. Так, перыяд звароту зараджанай часціцы па акружнасці не залежыць ад хуткасці руху. Неабходна адзначыць, што ў электрычнаму зараджанай часціцы, якая патрапіла ў магнітнае поле, кінэтычная энергія нязменная. З прычыны таго што сіла перпендыкулярная руху часціцы ў любы з кропак траекторыі, сіла магнітнага поля, якая дзейнічае на часціцу, не здзяйсняе працу, звязаную з перамяшчэннем руху зараджанай часціцы.

Кірунак сілы, якая ўзьдзейнічае на рух зараджанай часціцы ў магнітным полі, можна вызначыць пры дапамозе «правілы левай рукі». Для гэтага неабходна размясціць левую далонь такім чынам, каб чатыры пальца паказвалі кірунак хуткасці руху зараджанай часціцы, ну а лініі магнітнай індукцыі былі накіраваныя ў цэнтр далоні, у такім выпадку адагнуты пад вуглом у 90 градусаў вялікі палец будзе паказваць кірунак сілы, якая дзейнічае на станоўча зараджаную часціцу. У тым выпадку, калі часціца мае адмоўны зарад, то кірунак сілы будзе процілеглым.

Калі ж з электрічным зараджаная часціца патрапіць у вобласць сумеснага ўздзеяння магнітнага і электрычнага палёў, то на яе будзе дзейнічаць сіла, званая сілай Лорэнца: F = qE + q [v, B]. Першае складнік пры гэтым ставіцца да электрычнага кампаненту, а другое - да магнітнага.