Действие магнитного поля на проводник с током. Все о магнитах :: Класс!ная физика
| |||||||||||
|
|
| |||||||||
| |||||||||||
..
Бесплатные видеоуроки от проекта «Инфоурок»
Большая коллекция из 3243 видеоурока по 20 предметам и различным темам
УченикВероника
УчительЕвгения Вадимовна
Отличный учитель, который всегда вовлекает ученика в процесс, и сам проявляет заинтересованность в успехах ученика.
Интересно слушать и работать!
УченикВероника
УчительДарья Максимовна
Дарья Максимовна замечательный, отзывчивый педагог!Обьясняет простым и доступным язык любую сложную тему- это большой плюс!! Спасибо большое моему репетитору, так как я уверена, что ОГЭ сдам на отлично !!
УченикДарья
УчительЕлизавета Владимировна
Очень качественные и продуктивные занятия. Занимаюсь не долго, но уже чувствуется прогресс. Очень милый и добрый преподаватель. Всё понятно объясняет. Мне, очень нравится заниматься математикой с Елизаветой Владимировной.
УченикКарина
УчительАндрей Юрьевич
Мне понравилось заниматься с Андреем Юрьевичем. Впервые встречаю репетитора, который прежде учить языку, рассказывает про его истоки – географию, культуру, историю. Мне очень откликается такой подход. Видно, что преподаватель с большим опытом. Я очень довольна первым занятием! Буду продолжать заниматься с данным преподавателем.
УченикМия
УчительТатьяна Александровна
Ответственная, настойчивая, харизматичная, пунктуальная, высокий уровень проф подготовки, терпеливая.
Наша девочка довольна, проявляет явный интерес к урокам и продвинулась в изучаемой теме. Большое спасибо вам и преподавателю Татьяне Александровне.
УченикАлёна
УчительЕлена Петровна
Прекрасный преподаватель. После восьми занятий английский стал намного лучше, многое узнала. Все понятно в объяснении, уроки на позитиве. Благодарна за работу. Искренне рекомендую.
УченикКатя
УчительЕлена Александровна
Все понравилось приятно работать с учителем. Как по мне лучше чем Елена Александровна я еще не видела учителя по русскому языку.
УченикДиана
УчительДиана Михайловна
У Дианы Михайловны занимаются английским языком две дочери: Есения и Ксения. Девочкам очень нравится преподаватель и наполнение уроков, материал преподносится в очень интересной форме, а все объяснения понятны и доступны. Девочки уже показали успехи в изучении английского языка в школе.
УченикДмитрий
УчительСветлана Анатольевна
Дмитрий прошел со Светланой Анатольевной 4 занятия и уже виден прогресс! Мальчик по натуре немного застенчивый, поначалу был немногословен, но уже хорошо разговаривает на уроках, что говорит о профессионализме педагога.
УченикАрина
УчительИрина Сергеевна
Спасибо огромное. Очень рады, что нашли этот ресурс для занятий. Ирина Сергеевна объясняет все быстро, понятно и динамично. Всего за несколько занятий наверстали упущенное по химии и прошли дальше. Обязательно будем обращаться в дальнейшем.
УченикЕлизавета
УчительРимма Николаевна
У Елизаветы есть успехи, занимается с удовольствием и заинтересованностью. Римма Николаевна очень интересно преподносит материал. Очень нравится учитель, занимаемся с удовольствием.
УченикАртём
УчительНина Ивановна
Нам понравилась Нина Ивановна, хороший человек и прекрасный педагог. Очень ответственная, трудолюбивая и толковая. Сразу нашла подход к ученику. Доходчиво объяснит любую тему. Преподаватель, в отличии от многих репетиторов не просто отбывает время, а действительно помогает.
УченикЭдуард
УчительЖанна Сергеевна
Замечательный педагог, нашла подход с первых занятий. Все очень доходчиво и понятно объясняет.
Ребенку очень нравится, просит дополнительные часы для занятий.
УченикЛюдмила
УчительРита Ивановна
Добрый день! Рита Ивановна очень профессионально оценила все пробелы моего сына и нам бы хотелось продолжить с ней обучение! Занятия очень хорошие, учитель понятно все объясняет, всем рекомендую.
УченикСветлана
УчительОльга Олеговна
Спасибо Ольге Олеговне за проведённый урок в праздничный день. Здоровья, процветания, побольше радостных событий в жизни, благополучия, успехов и удачи в таком не лёгком и таком нужном труде!!! Спасибо за урок, всё понравилось!
УченикИрина
УчительТатьяна Николаевна
Очень грамотный педагог, хорошо подходит к вопросам с которыми обращаемся, подход к ребенку очень понравился, буквально на 5-8 урок у ребенка был уже прогресс и теперь любит математику. На урок математики приходим с удовольствием, подтянули свои недочеты, решаем быстро примеры, а главное сами. Спасибо за знания!
УченикПолина
УчительСветлана Михайловна
Светлана Михайловна очень хороший учитель, за урок мы разбираем много вопросов и обсуждаем правила русского языка в каждом конкретном примере.
Занимаюсь с удовольствием!
УченикМария
УчительДарья Александровна
Замечательный, приятный и внимательный преподаватель. Ребенок сначала засмущался от непривычного формата урока, но Дарья Александровна, в итоге, смогла завоевать внимание и доверие дочери. Обязательно будем продолжать обучение! Спасибо!
УченикАнтон
УчительСветлана Васильевна
Репетитор быстро оценила проблемы, порекомендовала способы восполнения пробелов. Продолжим заниматься дальше, так как Светлана Васильевна доступно объясняет материал, и все сразу становится понятным. Классный репетитор, советую!
УченикСофия
УчительГалина Михайловна
Добрый день! Галина Михайловна – замечательный педагог! Мне все было очень понятно и вообще было приятно общаться! Была непонятна тема : ,, Не /ни с глаголами ,,. После того, как Галина Михайловна объяснила, все трудности были сняты. Огромное спасибо !!! 🙏
УченикЛеонид
УчительЕлена Александровна
На уроке педагог работала по индивидуальной программе, выявила пробелы в знаниях и все доходчиво разъяснила.
Сложные темы, объяснили легко и понятно, сыну все очень понравилось!
УченикГалина
УчительТамара Иосифовна
Замечательный педагог и очень доброжелательный человек!!! Тамара Иосифовна очень доходчиво объяснила непонятные для меня моменты, причем из разных тем, за один урок!!! Урок проходил в спокойной и дружественной обстановке. Спасибо большое!!! Очень понравилось!!!
УченикМария
УчительВладимир Григорьевич
Спасибо большое, Вы лучший преподаватель по информатике. Как хорошо, что есть такая замечательная платформа. Спасибо всем, кто ее организовал и Вам лично. Всем друзьям и знакомым буду рекомендавать! онлайн-уроки.
УченикОльга
УчительИрина Ивановна
Очень понравился урок! Ирина Ивановна с первых минут расположил к себе ребёнка так, что даже мой непоседливый и не очень настроенный на учебу пятиклассник увлекся так, что не заметил, как пролетели 45мин. Спасибо! С удовольствием продолжим занятия!
УченикФёдор
УчительНаталия Анатольевна
Как родитель могу сказать, что самое важное – это расположить к себе ребенка.
Уже после первого занятия с Наталией Анатольевной я увидела желание заниматься в глазах своей дочери. Занятие проходило очень комфортно. Понравилось, как построена программа проверочного урока.
УченикПолина
УчительМарина Михайловна
Мне очень понравилось вводное занятие, спасибо большое. За пол часа Марина Михайловна с помощью разговора поняла все мои слабые места и помогла многие из них подправить и понять. Я хочу заниматься с ней и далее.
УченикАйсултан
УчительГалина Дмитриевна
Здравствуйте! У нас был пробный урок с Галиной Дмитриевной по математике. Занимались именно логическими задачами. Учитель имеет очень хороший подход к детям и у нее есть своя отработанная хорошая методика. Хорошо объясняет, приятная. Спасибо!
УченикВиктор
УчительЮлия Анатольевна
Спасибо большое учитель объясняет очень хорошо там где ты что либо не поймёшь педагог тебе всё объяснит как раз педагог сказала повторить всё то что мне говорил предыдущий репетитор СПАСИБО БОЛЬШОЕ !!!
УченикМаксим
УчительАлёна Юрьевна
Благодарим за интересное и познавательное занятие! Преподаватель четко и внимательно ведет занятие, обращает внимание на моменты, которые необходимо доработать.
Профессионально! Приятно общаться.
УченикАлександр
УчительАнастасия Сергеевна
Добрый день! Мы безумно рады, что нам посчастливилось найти такого замечательного и удивительного педагога, как Анастасия Сергеевна! Она очень интересно проводит урок, ребёнок безумно рад. Сразу чувствуется, что человек талантливый. С нетерпением ждём новый урок.
УченикЕкатерина
УчительСергей Васильевич
Спасибо за урок! Занятие очень понравилось, Сергей Васильевич все понятно и интересно обьясняет, во время урока была доброжелательная атмосфера. Также учитель посоветовал некоторые книги и способы подготовки к экзамену. Спасибо!!!
УченикКарина
УчительГулез Гаджимурадовна
Нравятся все педагоги с которыми мы занмаемся, все обладают высоким уровнем профессионализма,используют интересные и современные методы и технологии обучения. Имеет хороший уровень научно-методической подготовки. Ребенок занимается с большим интересом. Будем заниматься с Вами до окончания школы, сейчас мы в 4 классе)
УченикФеона
УчительНаталия Михайловна
За 45 минут узнала и поняла больше, чем за полгода в школе.
Учитель объясняет очень понятно, доходчиво, выше школьного уровня. Однозначно этот урок не последний. С Уважением, Феона.
УченикЕкатерина
УчительНаталья Васильевна
Спасибо, Наталья Васильевна! Профессионально, четко, по делу. Педагог очень терпеливая, спокойная, уверенная. Занятие очень понравилось и ребенку и мне, маме.
УченикМаксим
УчительАлександр Александрович
Спасибо большое Александру Александровичу. Очень быстро нашел подход к ребёнку , а так же увлек математикой! Ребёнку было комфортно общаться. Надеемся встретиться на следующих занятиях.
УченикМарина
УчительНиколай Васильевич
Николай Васильевич помог за короткий срок восполнить пробелы в знаниях, за что очень благодарны! Уроки очень интересные! Будем обращаться еще к нему.
УченикМарина
УчительАлександр Сергеевич
Занятия ребенку с Александром Сергеевичем очень нравятся. Все схватывает, доволен уроками. С репетитором нашли общий язык. Мы очень благодарны Александру Сергеевичу! Хороший педагог.
Спасибо.
УченикЕлизавета
УчительАлёна Игоревна
Дети понимают всё, абсолютно. В школе не понимают ничего, а с Вашими репетиторами понимают всё. Сдвиги очень большие. Алёна Игоревна хороший педагог. Все занятия результативные.
УченикДжу Уван Ми
УчительГалина Михайловна
Плохо знаю русский язык, и постоянно делаю многие ошибки в тексте и в работе. Только благодаря достуным объяснениям учителя я мог самостоятельно находить ошибки. Большое спасибо за Вашу работу и сердечные помощи в изучении русского языка!
УченикРоман
УчительИрина Алексеевна
Мой сын занимался с Ириной Алексеевной, очень понравилось, всё спокойно и понятно было показано, рассказано. Очень профессионально и качественно выстроены занятия, учитель доброжелателен, ребенку интересно заниматься.
УченикЖеня
УчительОльга Сергеевна
Ольга Сергеевна – профессинал своего дела. Высококвалифицированный педагог. По английскому нужно было именно аудирование и речь, 100% подобрали репетитора по нашему запросу.
Педагог строгий – то, что нужно моему ребёнку. Мы очень довольны!
УченикНикита
УчительСарвар Шодиевич
До этого никогда не занимался у репетиторов, думал что буду сидеть ничего не понимать и всё время уйдёт зря. Однако Сарвар Шодиевич очень понятно объясняет, не подчёркивает ваши “незнания” и до упора старается всё разъяснить. Могу с уверенностью посоветовать этого репетитора каждому, кто хочет разобраться в алгебре и геометрии.
УченикВиктор
УчительЮлия Анатольевна
Спасибо большое учитель объясняет очень хорошо там где ты что либо не поймёшь педагог тебе всё объяснит как раз педагог сказала повторить всё то что мне говорил предыдущий репетитор СПАСИБО БОЛЬШОЕ !!!
УченикЭльмира
УчительЛюдмила Евгеньевна
Выражаю благодарность центру где есть такие сильные и ответственные учителя. Отдельная благодарность Людмиле Евгеньевне за опыт за знания.
УченикДарья
УчительОльга Александровна
Ольга Александровна отлично объясняет темы, с ребенком нашла общий язык моментально.
Дочь занимается с удовольствием, пробелы подтянули за пару уроков. Спасибо Вам большое!
УченикОлеся
УчительГузалия Робертовна
Сыну очень понравилось заниматься с Гузалией Робертовной. Очень внимательный и доброжелательный педагог, который сразу видит слабые стороны. Всячески поощряет ребёнка и помогает поднять самооценку. Большое спасибо!
УченикДарья
УчительМария Никитична
Нравится, как преподает Мария Никитична (по программе школы + присутствует игровая минутка, ученице на занятиях не бывает скучно) Уровень знаний повысили до 5-ки, значительно расширили словарный запас. Все устраивает, рекомендует знакомым и в целом рада, что такая платформа существует.
УченикОлеся
УчительДаниил Станиславович
Спасибо. Урок понравился. Даниил Станиславович заинтересовал английским языком. Составили предположительные темы для занятий после новогодних праздников
УченикГеоргий
УчительЕкатерина Станиславовна
Грамотный, добрый, располагающий к себе педагог.
С ребёнком Екатерина Станиславовна установила хороший контакт. Преподносит информацию очень доступно. Занятие проходит разнообразно, в том числе в игровой форме. Рекомендуем 5+
УченикНиколя
УчительАлла Валентиновна
Алла Валентиновна отличный преподаватель! Выявила все пробелы в знаниях Константина по русскому языку и работает над их устранением. Также помогает в работе над текущими темами урока. Уже прошли несколько занятий и продолжаем заниматься. нашла общий язык с сыном. Все нравится. Хотим заниматься дальше!
УченикПолина
УчительСветлана Григорьевна
Светлана Григорьевна просто супер учитель!!!! Все очень понятно и хорошо объясняет, прохожу с ней темы по географии 6 класса. На уроке с ней очень интересно. Уже 2 урока – одно удовольствие!!!
УченикНаталья
УчительСергей Александрович
Классный репетитор, все темы разбираются на 5+, будем обязательно продолжать обучение, также рекомендуем всем ученикам!
УченикМаксим
УчительНадежда Викторовна
Замечательный педагог, с которым нравится заниматься.
Максим готовится к сдаче ОГЭ по русскому языку и занимается с репетитором с начала ноября прошлого года. За это время успели повторить пройденный материал и изучить несколько тем нового материала. Надежда Викторовна объясняет материал в доступной форме. Максим продолжит с ней занятия.
УченикАлександра
УчительИрина Борисовна
Отличный репетитор ! Ирина Борисовна обьясняет сложные темы простым и доступным языком ! Сердечно благодарю педагога за грамотность и профессионализм !!!!
УченикФеона
УчительЯнина Александровна
Преподаватель компетентный, объясняет понятно, выше школьного уровня. Быстро заполняет пробелы в знаниях. Будем сотрудничать. С Уважением, Феона.
УченикМадина
УчительМария Анатольевна
Очень чётко и понятно объяснила Мария Анатольевна. Спасибо вам. Не смотря первый раз, пробную занятия, она прям очень понравилась дочке и естественно мне💐. В дальнейшем обязательно будем заниматься с ней и подниматься.
УченикВероника
УчительЕвгения Вадимовна
Отличный учитель, который всегда вовлекает ученика в процесс, и сам проявляет заинтересованность в успехах ученика.
Интересно слушать и работать!
УченикВероника
УчительДарья Максимовна
Дарья Максимовна замечательный, отзывчивый педагог!Обьясняет простым и доступным язык любую сложную тему- это большой плюс!! Спасибо большое моему репетитору, так как я уверена, что ОГЭ сдам на отлично !!
УченикДарья
УчительЕлизавета Владимировна
Очень качественные и продуктивные занятия. Занимаюсь не долго, но уже чувствуется прогресс. Очень милый и добрый преподаватель. Всё понятно объясняет. Мне, очень нравится заниматься математикой с Елизаветой Владимировной.
УченикКарина
УчительАндрей Юрьевич
Мне понравилось заниматься с Андреем Юрьевичем. Впервые встречаю репетитора, который прежде учить языку, рассказывает про его истоки – географию, культуру, историю. Мне очень откликается такой подход. Видно, что преподаватель с большим опытом. Я очень довольна первым занятием! Буду продолжать заниматься с данным преподавателем.
Магнитное действие на расстоянии | Физика Фургон
Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе
Подкатегория
Задайте вопрос
Последний ответ: 10.
12.2011
Вопрос:
Спасибо за эту услугу. Я думаю, что основное заблуждение, которое у меня и у других возникает в отношении магнитов, имеет более фундаментальный характер. Я понимаю, как я могу заставить мяч двигаться, когда толкаю его. Я понимаю, как я могу тянуть за веревку и двигать сани. Я даже понимаю, как я заставляю все предметы в моей машине трястись вперед, когда я нажимаю на тормоза. Магниты и большие планеты перемещают предметы к себе _с расстояния_, не касаясь их. Я думаю, что это то, что сбивает с толку. Я понимаю, что Эйнштейн объяснил, как работает гравитация, описав ее как вызывающую ускорение, так что, подобно объектам в моей машине, все они «падают» вперед. Но это влияет на КАЖДЫЙ объект, а магниты влияют ТОЛЬКО на железо или другие магниты. Итак, как магниты притягивают к себе предметы на расстоянии? Каков механизм?
Беркли, Калифорния
A:
Вы приближаетесь к одному из способов, которым мир больше всего сбивает людей с толку, — очевидному существованию сил на расстоянии.
Оказывается, между магнитами действительно есть нечто, несущее силу, — магнитное поле. Поле не видно и не может ощущаться немагнитными объектами, поэтому кажется, что там ничего нет, но оно действительно есть. Его можно измерить любыми инструментами, в том числе маленьким компасом.
Таким образом, возникает вопрос, является ли утверждение о наличии магнитного поля просто переименованием факта действия на расстоянии или поле действительно следует рассматривать как составную часть физического мира. Основным признаком того, что поле реально, является то, что для его распространения из одного места в другое требуется время.
Допустим, вы включаете электромагнит. Как скоро он начнет притягивать далекий магнит? Если бы оно началось сразу, можно было бы сказать, что действие происходило на расстоянии, а поле было просто названием. Это не так. Другой магнит ничего не чувствует, пока не пройдет немного времени. Поле распространяется со скоростью света. По общему признанию, время задержки невелико для земных расстояний, но его легко измерить с помощью обычных лабораторных приборов.
Майк В.
п.с. Я пометил ваш вопрос как отдельный, вместо того, чтобы оставить его в конце длинной ветки.
(опубликовано 10.12.2011)
Дополнение №1: носитель магнитного поля
Вопрос:
Большое спасибо. Так существуют ли частицы, распространяющие это магнитное поле? Являются ли они электронами? (Кажется, я читал, что это поле берет начало на Северном полюсе и заканчивается на Южном полюсе, это правда? И, если все верно, понимают ли ученые, как магнитное поле создает движение в объектах? (обмен электронами вызывает движение? что?)
Беркли, Калифорния
A:
Квантовыми составляющими магнитных полей являются фотоны, возбуждения того же типа, которые переносят свет или радиоволны. То, как эти поля воздействуют на материю, действительно понятно, как и то, как материя порождает поля. Классическое описание восходит к Фарадею, Максвеллу, Лоренцу и т. д. Квантовое описание, квантовая электродинамика, была разработана Фейнманом, Швингером и Томанагой.
Что касается магнитного поля Земли, то внешнее поле петляет от одного полюса к другому. Однако силовые линии магнитного поля не заканчиваются. (Технически, расхождение B=0) Они возвращаются назад через Землю.
Mike W.
(published on 12/12/2011)
Follow-up on this answer
Related Questions
magnetic forces on conductors
origin of magnetism
токи при размагничивании
индукционные и вихревые токи
магниты СВЧ
индуктивность встречной катушки
- 9000us электромагнитные волны синоидальны?
свет и сила
Какая частица является посредником в электростатической силе?
вращающиеся заряды
Все еще интересно?
Вопросы и ответы по Expore в связанных категориях
- Электромагнетизм
22.
5 Сила, действующая на движущийся заряд в магнитном поле: примеры и приложения — College Physics 2eЦели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Описать воздействие магнитного поля на движущийся заряд.
- Рассчитайте радиус кривизны пути заряда, движущегося в магнитном поле.
Магнитная сила может заставить заряженную частицу двигаться по круговой или спиральной траектории. Космические лучи — это энергичные заряженные частицы в космическом пространстве, некоторые из которых приближаются к Земле. Магнитное поле Земли может заставить их двигаться по спирали. Протоны в гигантских ускорителях удерживаются на круговой траектории благодаря магнитной силе. Фотография пузырьковой камеры на рис. 22.18 показывает заряженные частицы, движущиеся по таким кривым траекториям. Искривленные траектории заряженных частиц в магнитных полях лежат в основе ряда явлений и даже могут использоваться аналитически, например, в масс-спектрометре.
Рисунок 22.18 Следы пузырьков образуются заряженными частицами высокой энергии, движущимися через перегретый жидкий водород в этом художественном исполнении пузырьковой камеры. Существует сильное магнитное поле, перпендикулярное странице, что приводит к искривлению траекторий частиц. Радиус пути можно использовать для определения массы, заряда и энергии частицы.
Значит, магнитная сила вызывает круговое движение? Магнитная сила всегда перпендикулярна скорости, поэтому на заряженную частицу она не действует. Таким образом, кинетическая энергия и скорость частицы остаются постоянными. Направление движения влияет, но не скорость. Это характерно для равномерного кругового движения. Простейший случай имеет место, когда заряженная частица движется перпендикулярно однородному ББ-полю, как показано на рис. 22.19.. (Если это происходит в вакууме, магнитное поле является доминирующим фактором, определяющим движение.) Здесь магнитная сила создает центростремительную силу Fc=mv2/rFc=mv2/r.
Заметив, что sinθ=1sinθ=1, мы видим, что F=qvBF=qvB.
Рисунок 22.19 Отрицательно заряженная частица движется в плоскости страницы в области, где магнитное поле перпендикулярно странице (представлено маленькими кружками с крестиком — как хвосты стрелок). Магнитная сила перпендикулярна скорости, поэтому скорость изменяется по направлению, но не по величине. Результат равномерного кругового движения.
Поскольку магнитная сила FF обеспечивает центростремительную силу FcFc, мы имеем
qvB=mv2r.qvB=mv2r.
22,6
Решение для rr дает
r=mvqB.r=mvqB.
22,7
Здесь rr – радиус кривизны пути заряженной частицы с массой mm и зарядом qq, движущейся со скоростью vv перпендикулярно магнитному полю напряженностью BB. Если скорость не перпендикулярна магнитному полю, то vv — составляющая скорости, перпендикулярная полю. Составляющая скорости, параллельная полю, не изменяется, так как магнитная сила равна нулю при движении параллельно полю.
Это создает спиральное движение, а не круговое.
Пример 22,2
Расчет кривизны пути электрона, движущегося в магнитном поле: магнит на экране телевизора
Магнит, поднесенный к старомодному экрану телевизора, такому как на рис. 22.20 (телевизоры с электронно-лучевыми трубками вместо жидкокристаллических экраны) сильно искажает его изображение, изменяя путь электронов, которые заставляют его люминофоры светиться. (Не пытайтесь повторить это дома, так как это приведет к необратимому намагничиванию и повреждению телевизора.) Чтобы проиллюстрировать это, рассчитайте радиус кривизны пути электрона со скоростью 6,00×107 м/с ×107 м/с (соответствует ускоряющему напряжению около 10,0 кВ, используемому в некоторых телевизорах) перпендикулярно магнитному полю напряженностью B=0,500 TB=0,500 T (достигается с помощью постоянных магнитов).
Рисунок
22.20
Вид сбоку, показывающий, что происходит, когда магнит входит в контакт с монитором компьютера или экраном телевизора.
Электроны движутся к экрану по спирали вокруг силовых линий магнитного поля, сохраняя составляющую своей скорости, параллельную силовым линиям. Это искажает изображение на экране.
Стратегия
Мы можем найти радиус кривизны rr непосредственно из уравнения r=mvqBr=mvqB, так как все остальные величины в нем заданы или известны.
Решение
Использование известных значений массы и заряда электрона вместе с заданными значениями vv и BB дает нам
r=mvqB=9,11×10−31 кг6,00×107 м/с1,60×10−19C0,500T =6,83×10−4mr=mvqB=9,11×10−31кг6,00×107м/с1,60×10−19C0,500T=6,83×10−4м
22,8
или
r=0,683 мм.r=0,683 мм.
22.9
Обсуждение
Малый радиус указывает на большой эффект. Электроны в кинескопе телевизора вынуждены двигаться по очень узким кругам, сильно меняя свои траектории и искажая изображение.
На рис.
22.21 показано, как электроны, движущиеся не перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, следуют за силовыми линиями. Составляющая скорости, параллельная линиям, не изменяется, поэтому заряды закручиваются вдоль силовых линий. Если напряженность поля увеличивается в направлении движения, поле будет прикладывать силу для замедления зарядов, образуя своего рода магнитное зеркало, как показано ниже.
Рисунок 22.21 Когда заряженная частица движется вдоль силовой линии магнитного поля в область, где поле становится сильнее, на частицу действует сила, уменьшающая составляющую скорости, параллельную полю. Эта сила замедляет движение вдоль силовой линии, а здесь меняет его направление, образуя «магнитное зеркало».
Свойства заряженных частиц в магнитных полях связаны с такими разными вещами, как Aurora Australis или Aurora Borealis и ускорителями частиц. Заряженные частицы, приближающиеся к силовым линиям магнитного поля, могут оказаться в ловушке на спиральных орбитах вокруг линий, а не пересекать их , как показано выше.
Некоторые космические лучи, например, следуют линиям магнитного поля Земли, проникая в атмосферу вблизи магнитных полюсов и вызывая южное или северное сияние за счет ионизации молекул в атмосфере. Это свечение возбужденных атомов и молекул можно увидеть во «Введении в магнетизм». Те частицы, которые приближаются к средним широтам, должны пересекать силовые линии магнитного поля, и многие из них не могут проникнуть в атмосферу. Космические лучи являются компонентом фонового излучения; следовательно, они дают более высокую дозу радиации на полюсах, чем на экваторе.
Рисунок 22.22 Энергичные электроны и протоны, компоненты космических лучей, исходящие от Солнца и глубокого космоса, часто следуют за силовыми линиями магнитного поля Земли, а не пересекают их. (Напомним, что северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным полюсом с точки зрения стержневого магнита.)
Некоторые прилетающие заряженные частицы захватываются магнитным полем Земли, образуя два пояса над атмосферой, известные как радиационные пояса Ван Аллена после первооткрыватель Джеймс А.
Ван Аллен, американский астрофизик. (См. рис. 22.23.) Частицы, попавшие в эти пояса, образуют радиационные поля (подобные ядерному излучению) настолько интенсивные, что пилотируемые космические полеты избегают их, а спутники с чувствительной электроникой не попадают в них. За несколько минут, которые потребовались лунным миссиям для пересечения радиационных поясов Ван Аллена, астронавты получили дозы радиации, более чем в два раза превышающие допустимую годовую дозу радиационных работников. Подобные пояса есть и у других планет, особенно у тех, у которых сильные магнитные поля, таких как Юпитер.
Рисунок
22.23
Радиационные пояса Ван Аллена — это две области, в которых энергичные заряженные частицы захватываются магнитным полем Земли. Один пояс лежит на высоте около 300 км над поверхностью Земли, другой — около 16 000 км. Заряженные частицы в этих поясах мигрируют вдоль силовых линий магнитного поля и частично отражаются от полюсов более сильными там полями. Заряженные частицы, попадающие в атмосферу, восполняются Солнцем и источниками в глубоком космосе.
На Земле у нас есть устройства, использующие магнитные поля для удержания заряженных частиц. Среди них гигантские ускорители частиц, которые использовались для изучения субструктуры материи. (См. рис. 22.24.) Магнитные поля не только контролируют направление заряженных частиц, они также используются для фокусировки частиц в пучки и преодоления отталкивания одноименных зарядов в этих пучках.
Рисунок 22.24 В лаборатории Фермилаб в Иллинойсе есть большой ускоритель частиц (самый мощный в мире до 2008 года), который использует магнитные поля (магниты показаны здесь оранжевым цветом) для сдерживания и направления луча. Этот и другие ускорители используются уже несколько десятилетий и позволили нам открыть некоторые законы, лежащие в основе всей материи. (кредит: ammcrim, Flickr)
Термоядерный синтез (подобный происходящему на Солнце) — это надежда на будущий источник чистой энергии. Одним из наиболее перспективных устройств является токамак , который использует магнитные поля для удержания (или захвата) и направления реактивных заряженных частиц.
(См. рис. 22.25.) Менее экзотические, но более практичные усилители в микроволновых печах используют магнитное поле для сдерживания колеблющихся электронов. Эти колеблющиеся электроны генерируют микроволны, направляемые в духовку.
Рисунок 22.25 Токамаки, подобные показанному на рисунке, изучаются с целью экономичного производства энергии путем ядерного синтеза. Магнитные поля в устройстве в форме пончика удерживают и направляют реактивные заряженные частицы. (кредит: Дэвид Меллис, Flickr)
Масс-спектрометры имеют различные конструкции, и многие из них используют магнитные поля для измерения массы. Кривизна пути заряженной частицы в поле связана с ее массой и измеряется для получения информации о массе. (См. Дополнительные применения магнетизма .) Исторически такие методы использовались при первых прямых наблюдениях за зарядом и массой электрона. Сегодня масс-спектрометры (иногда в сочетании с газовыми хроматографами) используются для определения состава и последовательности крупных биологических молекул.