Como se comporta unha partícula cargada de electricidade en campos eléctricos e magnéticos?

Unha partícula cargada de enerxía é unha partícula que ten unha carga positiva ou negativa. Pode ser átomos, moléculas e partículas elementais. Cando unha partícula cargada eléctricamente está nun campo eléctrico, a forza de Coulomb actúa nel. O valor desta forza, se se coñece o valor da forza de campo nun punto particular, calcúlase pola fórmula seguinte: F = qE.

E así, Determinamos que unha partícula cargada eléctricamente, que está nun campo eléctrico, móvese baixo a influencia da forza Coulomb.

Agora considere o efecto Hall. Atopouse experimentalmente que un campo magnético afecta o movemento das partículas cargadas. A indución magnética é igual á forza máxima que afecta a velocidade dunha tal partícula desde o lado do campo magnético. A partícula cargada móvese a unha velocidade da unidade. Se unha partícula cargada eléctricamente voa nun campo magnético a unha velocidade dada, a forza que actúa ao lado do campo será perpendicular á velocidade da partícula e, consecuentemente, ao vector de indución magnética: F = q [v, B]. Dado que a forza que actúa sobre a partícula é perpendicular á velocidade do movemento, entón a aceleración dada por esta forza tamén é perpendicular ao movemento, é a aceleración normal. En consecuencia, a traxectoria rectilínea do movemento estará dobrada cando unha partícula cargada toca un campo magnético. Se a partícula voa paralela ás liñas de indución magnética, entón o campo magnético non actúa sobre a partícula cargada. Se voa perpendicular ás liñas de indución magnética, entón a forza que actúa sobre a partícula será máxima.

Agora analizamos a lei de Newton II : qvB = mv ² / R, ou R = mv / qB, onde m é a masa da partícula cargada, e R é o radio da traxectoria. A partir desta ecuación segue que a partícula móvese nun campo uniforme ao longo da circunferencia do raio. Así, o período de revolución dunha partícula cargada ao longo dun círculo non depende da velocidade do movemento. Nótese que para unha partícula cargada eléctricamente atrapada nun campo magnético, a enerxía cinética non se modifica. Debido ao feito de que a forza é perpendicular ao movemento da partícula en calquera dos puntos da traxectoria, a forza do campo magnético que actúa sobre a partícula non realiza traballo relacionado co movemento da partícula cargada.

A dirección da forza que actúa sobre o movemento dunha partícula cargada nun campo magnético pode determinarse usando a "regra da man esquerda". Para iso, é necesario colocar a palma esquerda de forma que catro dedos indiquen a dirección da velocidade de movemento da partícula cargada e as liñas de indución magnética dirixidas ao centro da palma, neste caso o dobrado nun ángulo de 90º mostrará a dirección da forza que actúa sobre o positivo Unha partícula cargada. No caso de que a partícula teña unha carga negativa, a dirección da forza será oposta.

Se unha partícula cargada eléctricamente cae na rexión de acción combinada de campos magnéticos e eléctricos, entón unha forza chamada forza de Lorentz actuará nel: F = qE + q [v, B]. O primeiro termo neste caso refírese ao compoñente eléctrico, eo segundo ao compoñente magnético.