전하를 띤 입자는 전기장과 자기장에서 어떻게 작용합니까?

전하를 띤 입자는 양전하 또는 음전하를 띤 입자입니다. 그것은 원자, 분자 및 기본 입자 일 수 있습니다 . 전기적으로 대전 된 입자가 전기장에있을 때 쿨롱 힘이 작용합니다. 이 힘의 값 은 특정한 점에서 전계 강도 의 값 을 알고있는 경우 다음 공식에 의해 계산됩니다. F = qE.

그래서, 우리는 전기장에있는 전하를 띤 입자가 쿨롱 힘의 영향을 받아 움직임을 확인했습니다.

홀 효과를 생각해 봅시다 . 자기장이 대전 입자의 운동에 영향을 미치는 것이 실험적으로 밝혀졌습니다. 자기 유도 는 자기장 의 측면에서 입자의 속도에 영향을 미치는 최대 힘과 같습니다. 대전 된 입자는 단위 속도로 움직입니다. 전하를 띤 입자가 주어진 속도에서 자기장으로 날아간다면, 자기장의 측면에서 작용하는 힘은 입자의 속도에 수직이 될 것이고, 그에 따라 자기 유도 벡터 : F = q [v, B]에 수직이 될 것이다. 입자에 작용하는 힘이 운동 속도에 수직이기 때문에,이 힘에 의해 주어진 가속도는 운동에 수직이며, 정상 가속도입니다. 따라서, 하전 된 입자가 자기장에 부딪 칠 때 직선 운동 궤적 이 구부러 질 것이다. 입자가 자기 유도 선과 평행을 이루면 자기장 은 대전 된 입자에 작용하지 않습니다. 자기 유도 선에 수직으로 비행하면 입자에 작용하는 힘이 최대가됩니다.

이제 우리는 Newton의 법칙 II : qvB = mv2 / R 또는 R = mv / qB를 쓴다. 여기서 m은 하전 입자의 질량, R은 궤도의 반경이다. 이 방정식으로부터, 입자는 반지름의 둘레를 따라 균일 한 필드에서 움직인다. 따라서 원을 따라 대전 된 입자의 회전주기는 운동 속도에 의존하지 않습니다. 자기장에 포획 된 전기적으로 하전 된 입자의 경우, 운동 에너지는 변하지 않는다는 것을 알아야한다. 힘이 궤도의 임의 지점에서 입자의 운동에 수직이라는 사실로 인해, 입자에 작용하는 자기장의 힘은 하전 된 입자의 운동과 관련된 작업을 수행하지 못한다.

자기장에서 하전 입자의 운동에 작용하는 힘의 방향은 "왼손의 규칙"을 사용하여 결정할 수 있습니다. 이렇게하기 위해서는 왼쪽 손바닥을 4 개의 손가락이 대전 입자의 이동 속도의 방향을 가리키는 방식으로 배치해야하며 자기 유도 선은 손바닥의 중심으로 향하게해야합니다.이 경우 90도 각도로 구부러지면 양의 방향으로 작용하는 힘의 방향이 표시됩니다 대전 된 입자. 파티클이 음전하를 띠는 경우, 힘의 방향은 반대가됩니다.

전기적으로 대전 된 입자가 자기장과 전기장의 결합 된 작용 영역에 빠지면 로렌츠 힘이라고 불리는 힘이 작용합니다 : F = qE + q [v, B]. 이 경우의 첫 번째 용어는 전기 부품을 지칭하고 두 번째 용어는 자성 부품을 지칭합니다.