Lorentz Rule. Lorentz Power.

Ang bawat konduktor na may kasalukuyang lumilikha ng magnetic field sa nakapalibot na espasyo. Ang electric current ay isang order na kilusan ng mga singil sa elektrisidad. Samakatuwid, maaari itong sabihin na ang anumang nag-iisang gumagalaw sa isang vacuum o kapaligiran ay lumilikha ng magnetic field mismo. Bilang resulta ng pangkalahatan ng pang-eksperimentong data, ang isang batas ay itinatag na tumutukoy sa larangan ng isang punto ng singil, malayang gumagalaw (ibig sabihin sa isang pare-pareho ang bilis): kung saan ang anggulo sa pagitan at ang radius-vector na ginugol sa singil sa punto ng pagmamasid . Nakukuha namin na ang isang gumagalaw na singil sa mga magnetic properties nito ay katumbas ng kasalukuyang elemento :.

Ang mga pattern na ito ay may bisa lamang sa mababang bilis ng paglipat ng mga singil, kapag ang electric field ng isang malayang paglipat ng singil ay maaaring ituring na electrostatic, i.e. Nilikha ng isang nakapirming singil, na matatagpuan sa puntong iyon, kung saan sa sandaling ang paglipat ng singil ay matatagpuan.

Hall Effect.: pangyayari sa metal (o semiconductor) na may kasalukuyang density na inilagay sa isang magnetic field, isang electric field sa direksyon patayo at.

Ang kababalaghan na ito ay natuklasan noong 1879 at tinawag ang hall effect o galvanomagnetization.. Naglalagay kami ng metal plate na may kasalukuyang density sa isang magnetic field na patayo. Ang bilis ng kasalukuyang mga carrier - ang mga elektron ay nakadirekta sa tapat. Ang mga elektron ay nakakaranas ng puwersa ng puwersa ng Lorentz, na nakadirekta sa kasong ito paitaas. Sa itaas na gilid ng plato magkakaroon ng mas mataas na konsentrasyon ng mga elektron, at sa ilalim - ang kanilang kawalan. Bilang isang resulta, ang isang karagdagang transverse electric field ay lilitaw sa pagitan ng mga gilid ng plato, nakadirekta paitaas. Kapag ang pag-igting ng transverse field na ito ay umabot sa ganitong halaga na ang pagkilos nito sa mga singil ay balansehin ang kapangyarihan ni Lorentz, ang nakatigil na pamamahagi ng mga singil sa transverse na direksyon ay itatatag. Pagkatapos o kung saan ang transverse (Holovsk) pagkakaiba ng mga potensyal na, ang lapad ng plato. Dahil at, i.e. . Nakukuha namin na ang transverse pagkakaiba ng potensyal, kung saan ang kapal ng plato, ang pare-pareho lounge, depende sa sangkap. Alam ang isang pare-pareho na lounge at tiyak na kondaktibiti ng materyal, maaari mong mahanap ang kadaliang mapakilos ng mga kasalukuyang carrier, matukoy ang konsentrasyon ng mga kasalukuyang carrier, hukom ang likas na katangian ng kondaktibiti ng semiconductors, dahil Ang pag-sign ng Constant Hall ay tumutugma sa singil ng singil ng carrier. Ang epekto ng Hall ay ang pinaka-epektibong paraan para sa pag-aaral ng spectrum ng enerhiya ng kasalukuyang mga carrier sa mga metal at semiconductor. Inilapat din ito sa pagpaparami ng patuloy na mga alon sa analog computing machine, sa panukat na pamamaraan (hall sensors), atbp.

Kumpletong kasalukuyang.

Katulad nito, ang sirkulasyon ng electrostatic field strength vector ay ipakilala ang sirkulasyon ng magnetic induction vector. Ang sirkulasyon ng vector electrostatic field ay palaging zero - ang electrostatic field ay potensyal. Circulation vector. ang magnetic field ay hindi katumbas ng zero - ang patlang ng puyo ng tubig, at depende sa pagpili ng contour.

Isaalang-alang ang magnetic field ng isang walang katapusang tuwid na linya konduktor na may kasalukuyang matatagpuan sa vacuum (tingnan ang .ris.). Ang mga linya ng magnetic induction ay mga lupon na ang mga eroplano ay patayo sa konduktor, at ang mga sentro ay nakahiga sa axis nito. Nakita namin ang sirkulasyon ng vector kasama ang arbitrary na linya ng magnetic induction - ang bilog ng radius.

Ord. Ang sirkulasyon ng vector ayon sa isang ibinigay na saradong circuit ay tinatawag na isang mahalagang bahagi kung saan ang anggulo sa pagitan at. Sa lahat ng mga punto ng induction line, ang vector ay katumbas ng modyul at nakadirekta sa padaplis sa linyang ito, i.e. .

Nakukuha namin ang sirkulasyon ng vector.ang mga direktang kasalukuyang mga patlang sa vacuo ay pareho sa lahat ng mga magnetic induction lines.

Ang formula na ito ay may-bisa para sa isang closed circuit ng isang arbitrary na hugis, na sumasaklaw sa isang walang hangganang konduktor na may kasalukuyang. Upang patunayan!

Ang sirkulasyon ng magnetic induction vector ng tuwid na field ng konduktor na may kasalukuyang kasama ng isang closed loop na hindi sumasakop sa konduktor na ito ay zero. Upang patunayan!

Ang mga relasyon (1) at (2) sa vacuum ay unibersal. Ang mga ito ay may-bisa para sa magnetic field ng konduktor na may kasalukuyang ng anumang hugis at sukat, at hindi lamang para sa larangan ng isang walang katapusang tuwid na linya konduktor na may isang kasalukuyang. Upang patunayan!

(sumasaklaw sa kasalukuyang) (hindi sumasakop sa kasalukuyang)

Sa pangkalahatang kaso, ang magnetic field ay maaaring lumikha ng isang buong sistema mula sa konduktor na may mga alon. Ipahiwatig ang induction ng magnetic field sa isang vacuum ng isang konduktor na may kasalukuyang. Induction ng resultang magnetic field, ayon sa prinsipyo ng superposition ,. Ang sirkulasyon ng vector sa isang arbitrary closed circuit na isinasagawa sa patlang ay pantay. Batay sa mga formula (1) at (2), nakakuha kami ng :, Samakatuwid,. Kasama lamang sa halaga ang mga alon na sakop ng tabas.

Kumpletuhin ang kasalukuyang para sa magnetic field sa sangkap (Vector Circulation Theorem):, kung saan ang bilang ng mga konduktor na may mga alon na sakop ng circuit ng isang arbitrary na form. Ang bawat kasalukuyang ay isinasaalang-alang nang maraming beses habang sakop ang tabas. Ang kasalukuyang ay itinuturing na isang kasalukuyang, ang direksyon kung saan ang mga form na may direksyon ng bypass sa pamamagitan ng contour ang legal na sistema; Ang paglipat ng tapat na direksyon ay itinuturing na negatibo. Ang batas ay may bisa lamang para sa patlang sa vacuum, dahil Ang mga molekular na alon ay dapat isaalang-alang para sa patlang sa sangkap.

Halimbawa, para sa kasalukuyang sistema na ipinapakita sa larawan :.

Ang Circulation Theorem ay nagbibigay-daan upang mahanap ang field induction nang walang aplikasyon ng Bio-Savara Law - Laplace. Sa kasong ito, para sa lahat ng mga elemento ng tabas at. Tandaan: kung saan ang lakas ng patlang sa loob ng likid ng huling haba at ang lakas ng patlang sa loob ng walang hangganang mahabang likaw.

Kahulugan

Lorentz Power. - Force kumikilos sa isang tuldok sisingilin maliit na butil sa isang magnetic field.

Ito ay katumbas ng singil, maliit na butil bilis module, magnetic field induction vector module at anggulo sinus sa pagitan ng magnetic field vector at particle motion bilis.

Narito ang kapangyarihan ng Lorentz, ang singil ng maliit na butil, ang magnetic field induction vector module, ay ang bilis ng maliit na butil, ang anggulo sa pagitan ng magnetic field induction vector at ang direksyon ng kilusan.

Pilitin ang yunit ng pagsukat - N (Newton).

Lorentz power - magnitude ng vector. Ang kapangyarihan ni Lorentz ay tumatagal ng pinakamahalaga nito kapag ang mga vectors ng induction at direksyon ng bilis ng maliit na butil ay patayo ().

Ang direksyon ng kapangyarihan ng Lorentz ay tinutukoy ng panuntunan ng kaliwang kamay:

Kung ang vector ng magnetic induction ay pumapasok sa palad ng kaliwang kamay at apat na daliri ay pinahaba patungo sa direksyon ng kasalukuyang vector, ang hinlalaki ay ang hinlalaki na nagpapakita ng direksyon ng kapangyarihan ng Lorentz.

Sa isang homogenous magnetic field, ang maliit na butil ay lilipat sa paligid ng circumference, habang ang kapangyarihan ng Lorentz ay ang centripetal force. Hindi gagawin ang trabaho.

Mga halimbawa ng paglutas ng mga problema sa paksa na "Lorentz Power"

Halimbawa 1.

Halimbawa 2.

Ang gawain

Sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ni Lorentz, ang masa ng M Mass na may singil Q ay gumagalaw sa paligid ng circumference. Ang magnetic field ay homogenous, ang pag-igting nito ay katumbas ng B. Hanapin ang centripetal acceleration ng maliit na butil.

Desisyon

Alalahanin ang formula ng kapangyarihan ng Lorentz:

Bilang karagdagan, ang batas ng 2 Newton:

Sa kasong ito, ang kapangyarihan ni Lorentz ay nakadirekta patungo sa sentro ng bilog at pagpabilis, nilikha ito, itinuro doon, iyon ay, ito ay centripetal acceleration. Kaya:

Netherlands physicist X. A. Lorenz sa dulo ng siglo XIX. Itinatag na ang puwersa na kumikilos sa bahagi ng magnetic field sa isang gumagalaw na sisingilin na maliit na butil ay palaging patayo sa direksyon ng paggalaw ng maliit na butil at ang mga linya ng kapangyarihan ng magnetic field kung saan ang particle gumagalaw. Ang direksyon ng puwersa ng Lorentz ay maaaring matukoy gamit ang panuntunan ng kaliwang kamay. Kung ipinapalagay mo ang palad ng kaliwang kamay upang ipahiwatig ng apat na haba na mga daliri ang direksyon ng kilusan ng singil, at ang vector ng magnetic induction ng field na ipinasok ang retiradong hinlalaki ay nagpapahiwatig ng direksyon ng puwersa ng Lorentz na kumikilos sa positibong singil.

Kung ang singil ng maliit na butil ay negatibo, ang kapangyarihan ng Lorentz ay itutungo sa kabaligtaran.

Ang Lorentz Power Module ay madaling tinutukoy mula sa Amper Law at:

F. = | q.| vb kasalanan?,

saan q. - ang singil ng maliit na butil, v. - ang bilis ng kanyang kilusan, ? - Ang anggulo sa pagitan ng bilis at induction ng magnetic poly.

Kung, bukod sa magnetic field, mayroon ding electric field na kumikilos sa singil na may lakas , pagkatapos ay ang buong puwersa na kumikilos sa singil ay katumbas ng:

Kadalasan ito ang puwersang ito na tinatawag na puwersa ni Lorentz, at ang puwersa na ipinahayag ng formula ( F. = | q.| vb. kasalanan?) Tawag. magnetic bahagi ng Lorentz..

Dahil ang kapangyarihan ng Lorentz ay patayo sa direksyon ng paggalaw ng maliit na butil, hindi ito maaaring baguhin ang bilis nito (hindi ito gumagana), at maaari lamang itong baguhin ang direksyon ng kilusan nito, i.e. upang spark ang tilapon.

Ang ganitong kurbada ng trajectory ng elektron sa isang telebisyon Kinescope ay madaling obserbahan kung magdadala ka ng permanenteng magneto sa screen nito - ang imahe ay aalisin.

Kilusan ng sisingilin na maliit na butil sa isang homogenous magnetic field. Hayaan ang sisingilin maliit na butil sa bilis v. Sa isang homogenous magnetic field patayo sa mga linya ng pag-igting.

Ang puwersa na kumikilos sa bahagi ng magnetic field sa isang maliit na butil ay gagawin itong pantay na paikutin sa paligid ng bilog ng radius r.na madaling mahanap gamit ang ikalawang batas ng Newton, ang pagpapahayag ng may layunin na acceleration at ang formula ( F. = | q.| vb. kasalanan?):

Mula dito makuha namin

saan m. - Mass ng mga particle.

Ang paggamit ng puwersa ni Lorentz.

Ang epekto ng magnetic field sa paglipat ng mga singil ay ginagamit, halimbawa, sa mass spectrographs.na nagbibigay-daan sa paghiwalayin ang mga sisingilin na particle ayon sa kanilang mga partikular na singil, i.e., na may kaugnayan sa singil ng maliit na butil sa masa nito, at ayon sa mga resulta na nakuha nang tumpak matukoy ang masa ng mga particle.

Ang vacuum chamber ng device ay inilalagay sa field (induction vector patayo sa figure). Ang mga sisingilin na particle na pinabilis ng electric field (mga electron o ions), na naglalarawan sa arko, nahulog sa photoplastic, kung saan iniwan nila ang bakas, na nagbibigay-daan upang masukat ang radius ng trajectory na may mahusay na katumpakan r.. Para sa radius na ito, tinutukoy ang partikular na singil ng ion. Alam ang singil ng ion, madaling kalkulahin ang masa nito.

Mga pangunahing batas ng mga nagsasalita. Newton's Laws - ang una, pangalawa, ikatlo. Ang prinsipyo ng relativity ng Galilea. Ang batas ng pandaigdigang gravity. Grabidad. Pwersa ng pagkalastiko. Timbang. Mga pwersa ng alitan - kapayapaan, slip, rolling + pagkikiskisan sa mga likido at gas.

Kinematika. Pangunahing konsepto. Unipormeng kilusang rectilinear. Katumbas na kilusan. Unipormeng kilusan sa paligid ng circumference. Sistema ng sanggunian. Trajectory, paglipat, landas, equation ng paggalaw, bilis, acceleration, linear at angular velocity.

Simpleng mekanismo. Pingga (unang uri ng pingga at pangalawang uri ng pingga). Harangan (hindi gumagalaw na bloke at mobile block). Hilig eroplano. Haydroliko pindutin. Golden Rule of Mechanics.

Mga batas ng konserbasyon sa mekanika. Mekanikal na trabaho, kapangyarihan, enerhiya, batas sa pag-iingat ng salpok, batas sa pag-iingat ng enerhiya, mga solidong balanse ng ekwilibrium

Kilusan sa paligid ng circumference. Paggalaw equation sa circumference. Angular velocity. Normal \u003d centripetal acceleration. Panahon, dalas ng sirkulasyon (pag-ikot). Linear at angular velocity.

Mekanikal oscillations. Libre at sapilitang oscillations. Maharmonya oscillations. Nababanat oscillations. Matematika pendulum. Pagbabago ng enerhiya sa maharmonya oscillations.

Mekanikal na alon. Bilis at haba ng daluyong. Pagpapatakbo ng equation ng alon. Wave phenomena (diffraction. Panghihimasok ...)

Hydromechanics at aeromechanics. Presyon, hydrostatic pressure. Pascal Law. Ang pangunahing equation ng hydrostatics. Komunikasyon vessels. Batas ni Archimedes. Mga kondisyon ng swimming tel. Likido daloy. BERNOULLI LAW. Formula Torricheli.

Molecular physics. Ang mga pangunahing posisyon ng MTKs. Mga pangunahing konsepto at mga formula. Mga katangian ng perpektong gas. Basic MTC equation. Temperatura. Ang equation ng estado ng perpektong gas. Mendeleev-Klaperon equation. Gas Laws - Isotherm, Isobar, Isok

Wave optics. Vaccular wave theory of light. Wave properties ng liwanag. Pagpapakalat ng liwanag. Liwanag na panghihimasok. Prinsipyo ng Guiggens-Fresnel. Pagdidiprakt ng liwanag. Polariseysyon ng liwanag

Termodinamika. Panloob na enerhiya. Trabaho. Dami ng init. Init phenomena. Ang unang batas ng thermodynamics. Application ng unang batas ng thermodynamics sa iba't ibang mga proseso. Ang equation ng thermal ballage. Ang ikalawang batas ng thermodynamics. Heat engine.

Electrostatics. Pangunahing konsepto. Electric charge. Ang batas ng konserbasyon ng isang electric charge. Ang batas ng Coulon. Ang prinsipyo ng superposition. Teorya ng Closestream. Potensyal na patlang ng elektrisidad. Kapasitor.

Permanenteng electric current. Ohm law para sa seksyon ng chain. Trabaho at kapangyarihan ng DC. Batas ng Joule Lenza. Ohm law para sa buong kadena. Faraday electrolysis batas. Ang mga de-koryenteng chain ay isang sunud-sunod at parallel na koneksyon. Mga panuntunan ng Kirchhoff.

Electromagnetic oscillations. Libre at sapilitang electromagnetic oscillations. Oscillatory contour. Variable electric current. Condenser sa alternating circuit. Inductance coil (solenoid) sa AC circuit.

Electromagnetic waves. Ang konsepto ng isang electromagnetic wave. Mga katangian ng mga electromagnetic wave. Wave phenomena.

Narito ka:Isang magnetic field. Vector magnetic induction. Tuntunin ng Brascover. AMPERE'S LAW AT AMPERE POWER. Lorentz kapangyarihan. Kaliwang panuntunan. Electromagnetic induction, magnetic stream, lenza rule, electromagnetic induction law, self-induction, magnetic field energy

Ang quantum physics. Planck hypothesis. Kababalaghan ng epekto ng larawan. Einstein equation. Photons. Quantum postulates boron.

Mga elemento ng teorya ng relativity. Pahayag ng teorya ng relativity. Relativity ng simultaneity, distansya, agwat ng oras. Relativistic law karagdagan batas. Bilis ng timbang sa bilis. Ang pangunahing batas relativistic dynamics ...

Mga error ng direktang at hindi direktang mga sukat. Absolute, kamag-anak na error. Sistematiko at random na mga error. Average na parisukat paglihis (error). Talaan ng pagtukoy ng mga error ng hindi direktang mga sukat ng iba't ibang mga function.

Power acting sa electric charge.Q., paglipat sa isang magnetic field na may bilisv., na tinatawag na puwersa ni Lorentz at ipinahayag ng formula

(114.1)

kung saan in ay ang induction ng magnetic field, kung saan ang singil ay gumagalaw.

Ang direksyon ng kapangyarihan ng Lorentz ay tinutukoy gamit ang panuntunan ng kaliwang kamay: Kung ang palad ng kaliwang kamay ay matatagpuan upang ang vector dito ay nasa, at ang apat na haba ng mga daliri upang ipadala ang vector v. (para saQ. > 0 mga direksyonI. atv. magkasabay, paraQ. < 0 - kabaligtaran), pagkatapos ay ang baluktot na hinlalaki ay magpapakita ng direksyon ng lakas na kumikilospositibong singil. Sa Fig. 169 ay nagpapakita ng mutual orientation ng vectors.v., Sa (ang patlang ay nakadirekta sa amin, sa figure ay ipinapakita sa pamamagitan ng mga puntos) atF. Para sa isang positibong singil. Para sa isang negatibong singil, ang lakas ay kumikilos sa kabaligtaran. Ang module ng kapangyarihan ng Lorentz (tingnan ang (114.1)) ay pantay

saan - ang anggulo ng bawat isav. at V.

Ang expression para sa Lorentz (114.1) ay nagbibigay-daan sa iyo upang makahanap ng isang bilang ng mga pattern ng paggalaw ng mga sisingilin particle sa isang magnetic field. Ang direksyon ng puwersa ni Lorentz at ang direksyon ng paglihis ng sisingilin na butil na dulot nito sa magnetic field ay nakasalalay sa pag-sign ng singil Q. mga particle. Ito ay batay sa kahulugan ng isang kagandahan ng mga particle na gumagalaw sa magnetic field.

Kung ang sisingilin na maliit na butil ay gumagalaw sa isang magnetic field sa mga bilisv.patayo sa vector in, pagkatapos ay ang kapangyarihan ng lorentzF. = Q.[ vb.] Pare-pareho sa module at normal sa trajectory ng maliit na butil. Ayon sa ikalawang batas ni Newton, ang puwersa na ito ay lumilikha ng isang centripetal acceleration. Mula dito ito ay sumusunod na ang maliit na butil ay lilipat sa paligid ng bilog, radius r. na tinutukoy mula sa kondisyonQVB. = mV. 2 / r., mula sa.

(115.1)

Ang panahon ng pag-ikot ng maliit na butil i.e. Oras T., na kung saan ito ay gumagawa ng isang buong rebolusyon,

Kapalit na expression dito (115.1), nakukuha namin

(115.2)

i.e. Ang panahon ng pag-ikot ng maliit na butil sa isang homogenous na magnetic field ay tinutukoy lamang sa pamamagitan ng halaga na kabaligtaran ang partikular na singil ( Q./ m.) particle at magnetic field induction, ngunit hindi nakasalalay sa bilis nito (kapagv.≪ c.). Ito ay batay sa pagkilos ng mga cyclic accelerators ng mga sisingilin na particle (tingnan ang § 116).

Kung bilisv. Ang sisingilin na maliit na butil ay nakadirekta sa isang anggulo Sa vector sa (Larawan 170), ang kilusan nito ay maaaring katawanin bilang superposisyon: 1) Uniform Rectilinear Movement kasama ang field sa mga bilis v. 1 = vcos. ; 2) Uniform na kilusan sa bilisv.  = vsin. sa paligid ng circumference sa eroplano patayo sa patlang. Ang radius ng bilog ay tinutukoy ng formula (115.1) (sa kasong ito, kinakailangan upang palitan v. sav.  = vsin. ). Bilang resulta ng pagdaragdag ng parehong paggalaw, isang kilusan sa helix ang arises, ang axis na parallel sa magnetic field (Larawan 170).

Larawan. 170.

Screw pitch.

Substituting sa huling expression (115.2), makuha namin

Ang direksyon kung saan ang spiral ay umiikot ay depende sa sign ng singil ng maliit na butil.

Kung ang bilis ng singil na maliit na butil ay anggulo at sa direksyon ng vector sainhomogeneo magnetic field, ang induction na nagdaragdag sa direksyon ng paggalaw ng maliit na butil, pagkatapos ay g at at bumaba sa pagtaas . Ito ay batay sa pagtuon ng mga sisingilin na particle sa isang magnetic field.