Lādētu daļiņu kustība magnētiskajā laukā.

Lorenca spēks. Magnētiskā lauka iedarbība uz

vielām.

P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 134-139. lpp.

Lādētu daļiņu kustība magnētiskajā laukā

• Televizoru kineskopos, datoru monitoros un citās ierīcēs lādētu daļiņu (elektronu u.c.) kustību vada ar magnētisko lauku.

https://lv.wikipedia.org/wiki/Kineskops

Lorenca spēks• Spēku, ar kuru magnētiskais lauks darbojas uz kustībā

esošām lādētām daļiņām, sauc par Lorenca spēku.• Lorenca spēka modulis ir atkarīgs no

– magnētiskā lauka indukcijas B– daļiņas lādiņa q– daļiņas kustības ātruma v– leņķa, ko veido magnētiskā lauka indukcijas un daļiņas

kustības ātruma virzieni

F = B q v sinα

http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=501_5.html

Lorenca spēka virziens• Lorenca spēka virzienu nosaka ar

kreiso roku:– plauksta jānovieto tā, lai indukcijas

līnijas B durtos plaukstā (plauksta pret N polu)

– četri pirksti jānovieto • pozitīvi lādētas daļiņas kustības virzienā

vai• pretēji negatīvi lādētas daļiņas kustības

virzienam– īkšķis rāda Lorenca spēka virzienu. https://www.fizmix.lv/lat/fizt

emas/elektromagnetisms/magnetiskais_speks/

Lorenca spēka trajektorija• Lorenca spēks ir vērsts perpendikulāri ātruma

virzienam• Ielidojot homogēnā magnētiskā laukā

perpendikulāri tā indukcijas līnijām, elektrona kustības trajektorija ir riņķa līnija

http://regentsprep.org/regents/physics/phys03/cdeflecte/ https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_force

Lorenca spēka darbības pielietojums• Masspektrogrāfs – eksperimentāla iekārta, ar

kuru nosaka lādētu daļiņu masu.• Ciklotrons – lādētu daļiņu paātrinātājs.

http://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Atomic%20physics/Atomic%20structure%20and%20ions/text/Mass_spectrometer/index.html

http://drsa.ca/blog/index.php/inreach-2/cyclotron-project/

Masspektrogrāfs

• Nosaka lādēto daļiņu masu, piemēram, dažādu atomu kodolu masas.

• Izotopu (atoma kodoli ar vienādu protonu skaitu un dažādu neitronu skaitu, piemēram, un ) masas noteikšana

http://www.ulbrokas-vsk.lv/diski/Physicon2/Open%20Physics%202.6%20part%202%20Lat/content/chapter1/lab6.html U235

92 U23892

Daļiņu paātrinātājs - ciklotrons

• Ciklotronā ir duanti – divi ar spraugu atdalīti tukši puscilindri

• Iekšienē pastāv homogēns magnētiskais lauks, kas izraisa daļiņu kustību pa riņķa līnijām

• Elektriskais lauks paātrina daļiņas• Kad daļiņa ir ieguvusi vajadzīgo

ātrumu un enerģiju, tā izlido no paātrinātāja

http://www.dictionary.com/browse/cyclotron

Daļiņu paātrinātājs - ciklotrons

• Ciklotronā paātrinātas daļiņas izmanto – kodolreakciju izraisīšanai, – vielu apstarošanai – medicīnā izmantojamo

radioaktīvo preparātu iegūšanai

http://www.dictionary.com/browse/cyclotron

Uzdevums (MG 136. lpp.)Ciklotrona magnētiskā lauka indukcija ir 0,4 T, duantā no spraugas ar ātrumu 9,0·106 m/s ielido elektrons.Noteikt: Lorenca spēku, kas iedarbojas uz elektronu, elektrona kustības paātrinājumu, elektrona trajektorijas – pusriņķa rādiusu, elektrona kinētisko enerģiju.

Dots:B = 0,4 T

q=1,6·10-19 C

FL = ?

v=9,0·106 m/s

α = 90o

a = ?R = ?Wk = ?

FL=0,4·1,6·10-19·9,0·106·1==5,8·10-13N

a=5,8·10-13/9,1·10-31

m=9,1·10-31kg

=6,4·1017 m/s2

R = v2/a =(9,0·106)2/ 6,4·1017=

=1,3·10-4 m = 0,13 mm

Wk=9,1·10-31· (9,0·106)2 / 2 =

=3,7·10-17J

Puķītis. Fizika 11. klasei Praktiskie darbi. 79. lpp.

Dots:

B = 0,2 T

FL = ?

v=2,0·106 m/s

α = 90o

a = ?

R = ?

FL=0,2·1,6·10-19·2,0·106·1==0,64·10-13N

a=0,64·10-13/1,67·10-27=m=1,67·10-27kg

=0,38·1014 m/s2

R = v2/a

=10,5·10-2 me = 1,6 .10-19 C

=(2·106)2/0,38·1014=

= 0,11 m

Puķītis. Fizika 11. klasei Praktiskie darbi. 79. lpp.

m=9,1·10-31kge = 1,6 .10-19 C

Magnētiskā lauka iedarbība uz vielām

• Uz dažādām vielām magnētiskais lauks iedarbojas ar dažādu spēku

• Lai raksturotu vielas ietekmi uz magnētisko lauku, lieto relatīvo magnētisko caurlaidību μ [mī]

B = μBoB – magnētiskā lauka indukcija

μ – vielas relatīvā magnētiskā caurlaidībaBo – solenoīda magnētiskā lauka indukcija

Vielu ietekme uz magnētisko lauku

• diamagnētiskas vielas (diamagnētiķi) – pavājina magnētisko lauku, μ < 1; inertās gāzes (He, Ne), metāli (Zn, Au, Cu), nemetāli (H2, N2, Si)

• paramagnētiskas vielas (paramagnētiķi) – pastiprina magnētisko lauku, μ > 1; metāli (Al, Pt, Na, K), nemetāli (B, C) gāzes (O2)

• feromagnētiskas vielas (feromagnētiķi) – daudzkārt pastiprina magnētisko lauku, μ >> 1 (Fe, Ni, Co)

Vielu ietekme uz magnētisko lauku

• diamagnētiskas vielas – magnēts atgrūž• paramagnētiskas vielas – magnēts pievelk• feromagnētiskas vielas – magnētisms saglabājas

http://coolsciencegifs.tumblr.com/post/75004369629/diamagnetic-levitation-between-diamagnetic

http://imgur.com/vyVaIFr http://giphy.com/gifs/fluid-magnet-neodynium-PAnWFgFh1fL2g

Kirī temperatūra• Virs Kirī temperatūras sakarsēts feromagnēts

kļūst par paramagnētu– dzelzs 770 oC– niķelis 360 oC– kobalts 1150 oC

http://physicslearning2.colorado.edu/pira/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=156

Magnētisko materiālu izmantošana

http://www.wisegeek.org/what-are-ring-magnets.htm

http://organizedhome.com/freezer-cooking/track-freezer-inventory-magnets

http://www.karbosguide.com/books/pcarchitecture/chapter44.htm

http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/ict/hardware/0inputandoutputdevicesrev2.shtml

http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/triple_aqa/keeping_things_moving/the_motor_effect/revision/2/

http://yd.sina.cn/article/detail-icesifvx1680232.d.html?vt=1

http://giphy.com/gifs/train-record-maglev-GYHafC2Y7BRRe

Puķītis. Fizika 11. klasei Praktiskie darbi. 79. lpp.

Papildus informācijas avoti:• https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/magnetiskais_speks/ • http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=610.html • http://www.ulbrokas-vsk.lv/diski/Physicon2/Open%20Physics%202.6%20part

%202%20Lat/content/chapter1/lab6.html • https://prezi.com/kseorsvn-ozu/paramagnetikidiamagnetiki-un-feromagnetiki/ • https://estudijas.rtu.lv/mod/resource/view.php?id=87878

• Применение сил Ампера и Лоренца в науке и технике. Амперметр, телеграф, электромагниты, масс-анализаторы http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass/bmagnitnoe-poleb/primenenie-sil-ampera-i-lorentsa-v-nauke-i-tehnike-ampermetr-telegraf-elektromagnity-mass-analizatory?seconds=0&chapter_id=121

Videostunda krievu valodā:

JAUTĀJUMI?