Урок. Сила Лоренца

Лоренц Хендрик Антон (1853 – 1928 р. р.)

СИЛА ЛОРЕНЦА

СИЛА ЛОРЕНЦА

модуль сили Лоренцамодуль заряду частинкишвидкість частинкимагнітна індукція полякут між вектором магнітної індукції і вектором швидкості зарядженої частинки

- це сила, з якою магнітне поле діє на рухомі заряджені частинки

НАПРЯМОК СИЛИ ЛОРЕНЦА ВИЗНАЧАЄТЬСЯ ЗА ПРАВИЛОМ ЛІВОЇ РУКИ

.

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

ТРАЄКТОРІЯ РУХУ ЗАРЯДЖЕНОЇ ЧАСТИНКИ В МАГНІТНОМУ ПОЛІ ЗАЛЕЖИТЬ ВІД КУТА РОЗГЛЯНЕМО ВИПАДКИ:

1.Заряджена частинка влітає в магнітне поле паралельно лініям магнітної індукції.

В цьому випадку α = 0 => sin α = 0 => Fл = 0

Якщо F сила, що діє на частинку = 0, то частинка яка влітає в магнітне поле рухається рівномірно і прямолінійно вздовж ліній магнітної індукції.

2.Заряджена частинка влітає в магнітне поле зі швидкістю перпендикулярно лініям магнітної індукції.В цьому випадку вектор В ┴ вектору швидкості , тоді α = 90˚ => sin α = 1 =>

В цьому випадку сила Лоренца ┴ швидкості, тому модуль швидкості частинки не змінюється, але змінюється напрямок її

SinBqF 0Л

R

руху. Частинка рухається з доцентровим прискоренням по колу

RRR

3.Заряджена частинка влітає в магнітне поле зі швидкістю направленою під кутом до ліній магнітної індукції. Вектор швидкості необхідно розкласти на дві

складові: ║ и ┴, тобто подати складний рух частинки в вигляді двох простих: рівномірного прямолінійного руху вздовж ліній індукції і руху по колу перпендикулярно лініям індукції .Частинка рухається по спіралі

= h = v║ T

v║ T

= v║ T

SinBqF 0Л

h = ║ T

= h = v║ T

v║ T

= v║ T

║ = cosα

┴ = sinα

Самоперевірка

1. Визначте напрямок дії сили Лоренца

▪ 1

а) 1 б) 2 в) 3 г) 4 д) 5 е) 6

2

3

4

5

6

B

p

2. Визначте напрямок дії сили Лоренца

+

а) 1 б) 2 в) 3 г) 4 д) 5 е) 6

▪

1

2

3

4

5

6

3. Визначте напрямок дії сили Лоренца

▪

а) 1 б) 2 в) 3 г) 4 д) 5 е) 6

1

2

3

4

5

6

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

3. За якою траєкторії буде рухатися - частинка в магнітному полі. Силою тяжіння знехтувати

𝜶

а) 1 б) 2 в) 3 г) 4

3. За якою траєкторії буде рухатися нейтрон у магнітному полі. Силою тяжіння знехтувати

а) 1 б) 2 в) 3 г) 4

Відхиляючий електромагніт

Відхиляючий електромагніт

Електрична пушка(катод)

Анод

Електронний промінь

Флуоресцентний шар

Застосування сили Лоренца

Телевізійна трубка(кінескоп)

Магнітогідродинамічний генератор (МГД - генератор)

Прискорювачі елементарних частинок ( циклотрон, бетатрон, синхрофазотрон)

Принципова схема циклотрона - прискорювача елементарних

частинок

Траєкторія руху електрона

в циклотроні

Селектор швидкостей і мас- спектрометр

(мас-спектрограф)- прилад для вимірювання мас

заряджених частинок

Магнітні пастки

Тороїдальні Дзеркальні

Термоізоляція високотемпературної плазми тобто повністю іонізованого газу при температурі близько 106 K в установках типу «Токамак» при вивченні керованих термоядерних реакцій досягається шляхом створення магнітного поля спеціальної конфігурації.

Магнітна «бутилка» (пастка)

Заряджені частинки не виходять за межі «бутилки».Магнітне поле «бутилки» може бути створене за допомогою двох круглих котушок зі струмом

Відхилення катодних променів у магнітному полі

Полярне сяйво – прояв дії сили Лоренца

Радіаційні пояси Землі

Полярні сяйва на інших планетах

Сатурн

Уран

Юпітер