Tisto, kar običajno imenujemo Lorentzova sila. Splošna načela naprave

Sila, s katero deluje magnetno polje na premikajoči se električno nabit delec.

kjer je q naboj delca;

V - hitrost polnjenja;

a je kot med vektorjem hitrosti naboja in vektorjem magnetne indukcije.

Določena je smer Lorentzove sile po pravilu leve roke:

Če postavite leva roka tako da komponenta indukcijskega vektorja, ki je pravokotna na hitrost, vstopi v dlan, štirje prsti pa se nahajajo v smeri hitrosti gibanja pozitivnega naboja (ali proti smeri hitrosti negativnega naboja), potem upognjen palec bo pokazal smer Lorentzove sile:

.

Ker je Lorentzova sila vedno pravokotna na hitrost naboja, ne opravlja dela (to pomeni, da ne spremeni vrednosti hitrosti naboja in njegove kinetične energije).

Če se naelektreni delec giblje vzporedno s silnicami magnetnega polja, potem je Fl = 0 in se naboj v magnetnem polju giblje enakomerno in premočrtno.

Če se nabiti delec giblje pravokotno na magnetne silnice, je Lorentzova sila centripetalna:

in ustvari centripetalni pospešek, ki je enak:

V tem primeru se delec giblje v krogu.

.

Po drugem Newtonovem zakonu je Lorentzova sila enaka produktu mase delca in centripetalnega pospeška:

potem polmer kroga:

in obdobje vrtenja naboja v magnetnem polju:

Ker elektrika predstavlja urejeno gibanje nabojev, potem je delovanje magnetnega polja na vodnik po katerem teče tok posledica njegovega delovanja na posamezne gibajoče se naboje. Če v magnetno polje uvedemo vodnik po katerem teče tok (slika 96a), bomo videli, da se bo zaradi seštevanja magnetnih polj magneta in prevodnika nastalo magnetno polje povečalo na eni strani magnetnega polja. vodnik (na zgornji risbi) in bo magnetno polje oslabelo na drugem stranskem prevodniku (na spodnji risbi). Zaradi delovanja dveh magnetnih polj se bodo magnetne črte upognile in, ko se bodo poskušale skrčiti, bodo potisnile prevodnik navzdol (slika 96, b).

Smer sile, ki deluje na vodnik s tokom v magnetnem polju, je mogoče določiti s "pravilom leve roke". Če levo roko položimo v magnetno polje, tako da magnetne linije, ki prihaja iz severnega pola, kot da bi vstopil v dlan, in štirje iztegnjeni prsti so sovpadali s smerjo toka v prevodniku, potem bo velik upognjen prst roke pokazal smer sile. Amperska sila, ki deluje na element dolžine prevodnika, je odvisna od: velikosti magnetne indukcije B, velikosti toka v prevodniku I, elementa dolžine prevodnika in sinusa kota a med smer elementa dolžine vodnika in smer magnetnega polja.

To odvisnost lahko izrazimo s formulo:

Za ravni prevodnik končne dolžine, postavljen pravokotno na smer enakomernega magnetnega polja, bo sila, ki deluje na prevodnik, enaka:

Iz zadnje formule določimo dimenzijo magnetne indukcije.

Ker je dimenzija sile:

tj. dimenzija indukcije je enaka tisti, ki smo jo dobili iz Biotovega in Savartovega zakona.

Tesla (enota za magnetno indukcijo)

Tesla, enota magnetne indukcije Mednarodni sistem enote, enaka magnetna indukcija, pri katerem magnetni pretok skozi prečni prerez območje 1 m 2 je enako 1 Weber. Poimenovan po N. Tesla. Oznake: ruski tl, mednarodni T. 1 tl = 104 gs(gauss).

Magnetni navor, magnetni dipolni moment- glavna količina, ki označuje magnetne lastnosti snovi. Magnetni moment se meri v A⋅m 2 ali J/T (SI) ali erg/Gs (SGS), 1 erg/Gs = 10 -3 J/T. Posebna enota elementarnega magnetnega momenta je Bohrov magneton. V primeru ravnega tokokroga z električnim tokom se magnetni moment izračuna kot

kjer je jakost toka v vezju, je površina vezja, je enotski vektor normale na ravnino vezja. Smer magnetnega momenta običajno najdemo po pravilu gimlet: če ročaj gimlet zavrtite v smeri toka, bo smer magnetnega momenta sovpadala s smerjo translacijskega gibanja gimleta.

Za poljubno zaprto zanko se magnetni moment izračuna iz:

,

kjer je vektor radij, narisan iz izhodišča v element dolžine konture

V splošnem primeru poljubne porazdelitve toka v mediju:

,

kjer je gostota toka v prostorninskem elementu.

Torej na tokokrog v magnetnem polju deluje navor. Kontura je usmerjena na določeno točko v polju samo na en način. Vzemimo pozitivno smer normale za smer magnetnega polja v dani točki. Navor je neposredno sorazmeren s tokom jaz, konturno območje S in sinus kota med smerjo magnetnega polja in normalo.

Tukaj M - navor , oz trenutek moči , - magnetni moment vezje (podobno - električni moment dipola).

V nehomogenem polju () velja formula, če velikost konture je precej majhna(potem lahko polje štejemo za približno enotno znotraj konture). Posledično se tokokrog s tokom še vedno obrne, tako da je njegov magnetni moment usmerjen vzdolž črt vektorja.

Toda poleg tega nastala sila deluje na tokokrog (v primeru enakomernega polja in . Ta sila deluje na tokokrog s tokom ali na trajni magnet s trenutkom in jih potegne v območje močnejšega magnetnega polja.
Delo na premikanju vezja s tokom v magnetnem polju.

Enostavno je dokazati, da je delo, opravljeno za premikanje vezja s tokom v magnetnem polju, enako , kjer in so magnetni tokovi skozi konturno območje v končni in začetni položaji. Ta formula velja, če tok v tokokrogu je konstanten, tj. Pri premikanju vezja se pojav elektromagnetne indukcije ne upošteva.

Formula velja tudi za velika vezja v zelo nehomogenem magnetnem polju (pod pogojem jaz= const).

Končno, če se tokokrog s tokom ne premakne, ampak se spremeni magnetno polje, tj. spremenite magnetni pretok skozi površino, ki jo pokriva vezje, z vrednosti na potem morate za to opraviti enako delo . To delo se imenuje delo spreminjanja magnetnega pretoka, povezanega z vezjem. Vektorski tok magnetne indukcije (magnetni tok) skozi območje dS je skalarna fizikalna količina, ki je enaka

kjer je B n =Вcosα projekcija vektorja IN v smeri normale na mesto dS (α je kot med vektorjema n in IN), d S= dS n- vektor, katerega modul je enak dS, njegova smer pa sovpada s smerjo normale n na spletno mesto. Vektor toka IN je lahko pozitiven ali negativen, odvisno od predznaka cosα (nastavljenega z izbiro pozitivne smeri normale n). Vektor toka IN običajno povezana z vezjem, skozi katerega teče tok. V tem primeru smo določili pozitivno smer normale na konturo: povezana je s tokom po pravilu desnega vijaka. To pomeni, da je magnetni tok, ki ga ustvarja vezje skozi površino, ki je omejena s samim seboj, vedno pozitiven.

Pretok vektorja magnetne indukcije Ф B skozi poljubno dano površino S je enak

(2)

Za enotno polje in ravno površino, ki se nahaja pravokotno na vektor IN, B n =B=const in

Ta formula podaja enoto magnetnega pretoka weber(Wb): 1 Wb je magnetni tok, ki prehaja skozi ravno površino s površino 1 m 2, ki se nahaja pravokotno na enakomerno magnetno polje in katerega indukcija je 1 T (1 Wb = 1 T.m 2).

Gaussov izrek za polje B: pretok vektorja magnetne indukcije skozi katero koli zaprto površino je enak nič:

(3)

Ta izrek je odraz dejstva, da brez magnetnih nabojev, zaradi česar črte magnetne indukcije nimajo ne začetka ne konca in so zaprte.

Zato za tokove vektorjev IN in E skozi zaprto površino v vrtinčnem in potencialnem polju dobimo različne formule.

Kot primer poiščimo vektorski tok IN skozi solenoid. Magnetna indukcija enakomernega polja znotraj solenoida z jedrom z magnetno prepustnostjo μ je enaka

Magnetni pretok skozi en obrat solenoida s površino S je enak

in skupni magnetni pretok, ki je vezan na vse zavoje solenoida in se imenuje pretočna povezava,

Poleg Amperove sile, Coulombove interakcije in elektromagnetnih polj se v fiziki pogosto srečujemo s konceptom Lorentzove sile. Ta pojav je eden temeljnih v elektrotehniki in elektroniki ter drugih. Vpliva na naboje, ki se premikajo v magnetnem polju. V tem članku bomo na kratko in jasno preučili, kaj je Lorentzova sila in kje se uporablja.

Opredelitev

Ko se elektroni premikajo vzdolž prevodnika, se okoli njega pojavi magnetno polje. Hkrati, če prevodnik postavite v prečno magnetno polje in ga premaknete, se pojavi emf elektromagnetne indukcije. Če tok teče skozi vodnik, ki se nahaja v magnetnem polju, nanj deluje Amperova sila.

Njegova vrednost je odvisna od tekočega toka, dolžine vodnika, velikosti vektorja magnetne indukcije in sinusa kota med silnicami magnetnega polja in vodnikom. Izračuna se po formuli:

Obravnavana sila je delno podobna tisti, ki je bila obravnavana zgoraj, vendar ne deluje na prevodnik, temveč na premikajoči se nabiti delec v magnetnem polju. Formula izgleda takole:

Pomembno! Lorentzova sila (Fl) deluje na elektron, ki se giblje v magnetnem polju, in na prevodnik - Amper.

Iz obeh formul je razvidno, da tako v prvem kot v drugem primeru, bližje kot je sinus kota alfa 90 stopinjam, večji je učinek Fa oziroma Fl na prevodnik ali naboj.

Torej Lorentzova sila ne označuje spremembe hitrosti, temveč učinek magnetnega polja na nabit elektron ali pozitivni ion. Ko jim je izpostavljen, Fl ne opravlja nobenega dela. Skladno s tem se spreminja smer hitrosti nabitega delca in ne njegova velikost.

Kot merska enota Lorentzove sile se, tako kot v primeru drugih sil v fiziki, uporablja količina, kot je Newton. Njegove komponente:

Kako je usmerjena Lorentzova sila?

Za določitev smeri Lorentzove sile, kot pri Amperovi sili, deluje pravilo leve roke. To pomeni, da morate razumeti, kam je usmerjena vrednost Fl, razpreti dlan leve roke, tako da črte magnetne indukcije vstopijo v vašo roko, iztegnjeni štirje prsti pa kažejo smer vektorja hitrosti. Nato palec, upognjen pod pravim kotom na dlan, kaže smer Lorentzove sile. Na spodnji sliki lahko vidite, kako določiti smer.

Pozor! Smer Lorentzovega delovanja je pravokotna na gibanje delca in črte magnetne indukcije.

V tem primeru, če smo natančnejši, je za pozitivno in negativno nabite delce pomembna smer štirih raztegnjenih prstov. Zgoraj opisano pravilo leve roke je oblikovano za pozitiven delec. Če je negativno nabit, morajo biti črte magnetne indukcije usmerjene ne proti odprti dlani, temveč proti hrbtu, smer vektorja Fl pa bo nasprotna.

Zdaj bomo povedali s preprostimi besedami, kaj nam daje ta pojav in kakšen dejanski vpliv ima na stroške. Predpostavimo, da se elektron giblje v ravnini, ki je pravokotna na smer magnetnih indukcijskih črt. Omenili smo že, da Fl ne vpliva na hitrost, temveč le spreminja smer gibanja delcev. Potem bo imela Lorentzova sila centripetalni učinek. To se odraža na spodnji sliki.

Aplikacija

Od vseh področij, kjer se uporablja Lorentzova sila, je eno največjih gibanje delcev v zemeljskem magnetnem polju. Če naš planet obravnavamo kot velik magnet, potem delci, ki se nahajajo blizu severnega magnetni poli, naredite pospešeno gibanje v spirali. Posledično trčijo z atomi iz zgornje atmosfere in vidimo severni sij.

Vendar pa obstajajo tudi drugi primeri, kjer se ta pojav uporablja. Na primer:

• Katodne cevi. V svojih elektromagnetnih odklonskih sistemih. CRT-ji se uporabljajo že več kot 50 zaporednih let v razne naprave, od najpreprostejšega osciloskopa do televizorjev različne oblike in velikosti. Zanimivo je, da nekateri še vedno uporabljajo CRT monitorje, ko gre za barvno reprodukcijo in delo z grafiko.
• Električni stroji – generatorji in motorji. Čeprav je bolj verjetno, da tukaj deluje Amperova sila. Toda te količine je mogoče obravnavati kot sosednje. Vendar so to kompleksne naprave, med delovanjem katerih je opazen vpliv številnih fizikalnih pojavov.
• V pospeševalnikih nabitih delcev za nastavitev njihovih orbit in smeri.

Zaključek

Povzemimo in orišemo štiri glavne točke tega članka v preprostem jeziku:

1. Lorentzova sila deluje na nabite delce, ki se gibljejo v magnetnem polju. To izhaja iz osnovne formule.
2. Je neposredno sorazmeren s hitrostjo nabitega delca in magnetno indukcijo.
3. Ne vpliva na hitrost delcev.
4. Vpliva na smer delca.

Njegova vloga je precej velika na "električnih" področjih. Strokovnjak ne sme izgubiti izpred oči osnovnih teoretičnih informacij o temeljnih fizikalnih zakonih. To znanje bo koristno, kot tudi za tiste, ki se ukvarjajo znanstveno delo, oblikovanje in samo za splošni razvoj.

Zdaj veste, kaj je Lorentzova sila, čemu je enaka in kako deluje na nabite delce. Če imate kakršna koli vprašanja, jih postavite v komentarjih pod člankom!

Materiali

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST

RUSKA FEDERACIJA

ZVEZNA DRŽAVNA PRORAČUNSKA IZOBRAŽEVALNA INSTITUCIJA VISOKEGA STROKOVNEGA IZOBRAŽEVANJA

"DRŽAVNA UNIVERZA KURGAN"

POVZETEK

Pri predmetu "Fizika" Tema: "Uporaba Lorentzove sile"

Izpolnil: študent skupine T-10915 Logunova M.V.

učiteljica Vorontsov B.S.

Kurgan 2016

Uvod 3

1. Uporaba Lorentzove sile 4

1.1. Naprave z elektronskim žarkom 4

1.2 Masna spektrometrija 5

1.3 MHD generator 7

1.4 Ciklotron 8

Sklep 10

Reference 11

Uvod

Lorentzova sila- sila, s katero elektromagnetno polje po klasični (nekvantni) elektrodinamiki deluje na točkasto nabit delec. Včasih se Lorentzova sila imenuje sila, ki deluje na premikajoče se telo s hitrostjo υ napolniti q samo s strani magnetnega polja, pogosto v polni moči - s strani elektromagnetnega polja na splošno, z drugimi besedami, s strani električnega E nemagneten B polja.

V mednarodnem sistemu enot (SI) je izražen kot:

F L = qυ B sinα

Ime je dobila po nizozemskem fiziku Hendriku Lorentzu, ki je leta 1892 izpeljal izraz za to silo. Tri leta pred Lorenzom je pravilen izraz našel O. Heaviside.

Makroskopska manifestacija Lorentzove sile je Amperova sila.

Uporaba Lorentzove sile

Učinek magnetnega polja na premikajoče se nabite delce se zelo pogosto uporablja v tehnologiji.

Glavna uporaba Lorentzove sile (natančneje njenega posebnega primera - Amperove sile) so električni stroji (elektromotorji in generatorji). Lorentzova sila se pogosto uporablja v elektronskih napravah za vplivanje na nabite delce (elektrone in včasih ione), na primer v televiziji. katodne cevi, V masna spektrometrija in MHD generatorji.

Tudi v trenutno ustvarjenih eksperimentalnih napravah za izvajanje nadzorovane termonuklearne reakcije se delovanje magnetnega polja na plazmo uporablja za zvijanje v vrvico, ki se ne dotika sten delovne komore. Krožno gibanje nabitih delcev v enakomernem magnetnem polju in neodvisnost obdobja takega gibanja od hitrosti delcev se uporablja v cikličnih pospeševalnikih nabitih delcev - ciklotroni.

1. Naprave z elektronskim žarkom

Naprave z elektronskim žarkom (EBD) so razred vakuumskih elektronskih naprav, ki uporabljajo tok elektronov, koncentriran v obliki enega samega žarka ali žarka žarkov, ki so nadzorovani tako glede jakosti (toka) kot položaja v prostoru, ter medsebojno delujejo z stacionarni prostorski cilj (zaslon) naprave. Glavno področje uporabe ELP je pretvorba optičnih informacij v električne signale in obratna pretvorba električnega signala v optični signal - na primer v vidno televizijsko sliko.

V razred katodnih naprav ne spadajo rentgenske cevi, fotocelice, fotopomnoževalci, naprave za praznjenje plina (dekatroni) ter sprejemne in ojačevalne elektronske cevi (žarkovne tetrode, električni vakuumski indikatorji, žarnice s sekundarno emisijo ipd.) s žarkovna oblika tokov.

Naprava z elektronskim žarkom je sestavljena iz vsaj treh glavnih delov:

Elektronski reflektor (pištola) tvori elektronski žarek (ali snop žarkov, npr. tri žarke v barvni slikovni cevi) in nadzoruje njegovo jakost (tok);

Odklonski sistem nadzoruje prostorski položaj žarka (njegov odklon od osi reflektorja);

Tarča (zaslon) sprejemnega ELP pretvarja energijo žarka v svetlobni tok vidne slike; tarča oddajnega ali shranjevalnega ELP kopiči prostorski potencialni relief, ki ga odbere skenirni elektronski žarek

Splošna načela naprave.

V cilindru CRT se ustvari globok vakuum. Za ustvarjanje elektronskega žarka se uporablja naprava, imenovana elektronska pištola. Katoda, segreta z žarilno nitko, oddaja elektrone. S spreminjanjem napetosti na krmilni elektrodi (modulatorju) lahko spremenite intenzivnost elektronskega žarka in s tem svetlost slike. Po izstopu iz pištole elektrone pospeši anoda. Nato gre žarek skozi odklonski sistem, ki lahko spremeni smer žarka. Televizijski CRT uporabljajo magnetni odklonski sistem, saj zagotavlja velike odklonske kote. Oscilografski CRT uporabljajo elektrostatični odklonski sistem, saj zagotavlja večjo zmogljivost. Elektronski žarek zadene zaslon, prekrit s fosforjem. Obstreljen z elektroni, fosfor zasije in hitro premikajoča se točka spremenljive svetlosti ustvari sliko na zaslonu.

Masna spektrometrija(masna spektroskopija, masna spektrografija, masna spektralna analiza, masna spektrometrična analiza) - metoda za preučevanje snovi, ki temelji na določanju razmerja med maso in nabojem ionov, ki nastanejo med ionizacijo zanimivih komponent vzorca. Eden najmočnejših načinov kvalitativne identifikacije snovi, ki omogoča tudi kvantitativno določanje. Lahko rečemo, da je masna spektrometrija "tehtanje" molekul v vzorcu.

Diagram najpreprostejšega masnega spektrografa je prikazan na sliki 2.

V komori 1, iz katere je bil izčrpan zrak, je vir ionov 3. Komora je postavljena v enakomerno magnetno polje, v vsaki točki katerega je indukcija B⃗B→ pravokotna na ravnino risbe in usmerjena proti nas (na sliki 1 je to polje označeno s krogi). Med elektrodama A in B deluje pospeševalna napetost, pod vplivom katere se ioni, oddani iz vira, pospešijo in z določeno hitrostjo vstopajo v magnetno polje pravokotno na indukcijske črte. Ko se gibljejo v magnetnem polju vzdolž krožnega loka, ioni padejo na fotografsko ploščo 2, kar omogoča določitev polmera R tega loka. Poznavanje indukcije magnetnega polja B in hitrosti υ ionov, po formuli

(1)

lahko določimo specifični naboj ionov. In če je naboj iona znan, je mogoče izračunati njegovo maso.

Zgodovina masne spektrometrije sega v temeljne poskuse J. J. Thomsona na začetku 20. stoletja. Končnica »-metrija« v imenu metode se je pojavila po širokem prehodu od zaznavanja nabitih delcev s fotografskimi ploščami k električnim meritvam ionskih tokov.

Masna spektrometrija se še posebej pogosto uporablja pri analizi organskih snovi, saj omogoča zanesljivo identifikacijo tako relativno preprostih kot kompleksnih molekul. Edina splošna zahteva je, da je molekula sposobna ionizirati. Vendar pa je do zdaj že izumljen

Obstaja toliko načinov za ionizacijo komponent vzorca, da lahko masno spektrometrijo štejemo za skoraj vseobsegajočo metodo.

3 MHD generator

Načelo delovanja MHD generatorja, tako kot običajnega strojnega generatorja, temelji na pojavu elektromagnetne indukcije, to je na pojavu toka v prevodniku, ki prečka magnetne silnice. Za razliko od strojnih generatorjev je prevodnik v MHD generatorju sama delovna tekočina.

Delovna tekočina se giblje čez magnetno polje in pod vplivom magnetnega polja nastanejo nasprotno usmerjeni tokovi nosilcev naboja nasprotnih znakov.

Lorentzova sila deluje na nabit delec.

Kot delovna tekočina MHD generatorja lahko služijo naslednji mediji:

Prvi MHD generatorji so kot delovno tekočino uporabljali električno prevodne tekočine (elektrolite). Trenutno se uporablja plazma, v kateri so nosilci naboja predvsem prosti elektroni in pozitivni ioni. Pod vplivom magnetnega polja nosilci naboja odstopajo od tirnice, po kateri bi se plin gibal v odsotnosti polja. V tem primeru lahko v močnem magnetnem polju nastane Hallovo polje (glej Hallov učinek) - električno polje, ki nastane kot posledica trkov in premikov nabitih delcev v ravnini, pravokotni na magnetno polje.

4 Ciklotron

Ciklotron je resonančni ciklični pospeševalnik nerelativističnih težkih nabitih delcev (protonov, ionov), v katerem se delci gibljejo v stalnem in enakomernem magnetnem polju, za pospeševanje pa se uporablja visokofrekvenčno električno polje konstantne frekvence.

Shema vezja ciklotrona je prikazana na sliki 3. Težki nabiti delci (protoni, ioni) vstopajo v komoro iz injektorja blizu središča komore in se pospešujejo z izmeničnim poljem fiksne frekvence, ki deluje na pospeševalne elektrode (sta dve in se imenujeta dee). Delci z nabojem Ze in maso m se gibljejo v stalnem magnetnem polju jakosti B, usmerjenem pravokotno na ravnino gibanja delcev, po spirali, ki se odvija. Polmer R trajektorije delca s hitrostjo v je določen s formulo

kjer je γ = -1/2 relativistični faktor.

(2)

Na zadnjem obratu spirale, odklon električno polje, ki prinaša žarek ven. Konstantnost magnetnega polja in frekvenca pospeševalnega polja omogočata zvezno pospeševanje. Medtem ko se nekateri delci gibljejo po zunanjih zavojih spirale, so drugi na sredini poti, tretji pa se šele začenjajo premikati.

Slabost ciklotrona je omejenost z v bistvu nerelativističnimi energijami delcev, saj tudi ne zelo veliki relativistični popravki (odstopanja γ od enote) porušijo sinhronizem pospeševanja v različnih obratih in delci z bistveno povečanimi energijami nimajo več časa končajo v reži med dees v fazi električnega polja, potrebnega za pospešek. V običajnih ciklotronih je mogoče protone pospešiti na 20-25 MeV.

Za pospeševanje težkih delcev v načinu odvijajoče se spirale do več desetkrat višjih energij (do 1000 MeV) je bila uvedena modifikacija ciklotrona, imenovana izokrono(relativistični) ciklotron, pa tudi fazotron. Pri izohronskih ciklotronih se relativistični učinki kompenzirajo z radialnim povečanjem magnetnega polja.

Zaključek

Skrito besedilo

Pisni zaključek (najosnovnejše za vse pododstavke prvega razdelka - načela delovanja, definicije)

Seznam uporabljene literature

Wikipedia [Elektronski vir]: Lorentzova sila. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorentz_Force

Wikipedia [Elektronski vir]: Magnetohidrodinamični generator. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Magnetohydrodynamic_generator

Wikipedia [Elektronski vir]: Naprave z elektronskim žarkom. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electron-beam_devices

Wikipedia [Elektronski vir]: Masna spektrometrija. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Masna spektrometrija

Jedrska fizika na internetu [Elektronski vir]: Cyclotron. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm

Elektronski učbenik fizike [Elektronski vir]: T. Applications of the Lorentz force //URL: http://www.physbook.ru/index.php/ T. Applications of the Lorentz force

Akademik [Elektronski vir]: Magnetohidrodinamični generator //URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC

Učinek magnetnega polja na premikajoče se nabite delce se zelo pogosto uporablja v tehnologiji.

Na primer, odklon elektronskega žarka v televizijskih cevovodih poteka z magnetnim poljem, ki ga ustvarijo posebne tuljave. Številne elektronske naprave uporabljajo magnetno polje za fokusiranje žarkov nabitih delcev.

V trenutno ustvarjenih eksperimentalnih napravah za izvajanje nadzorovane termonuklearne reakcije se delovanje magnetnega polja na plazmo uporablja za zvijanje v vrvico, ki se ne dotika sten delovne komore. Krožno gibanje nabitih delcev v enakomernem magnetnem polju in neodvisnost obdobja takega gibanja od hitrosti delcev se uporablja v cikličnih pospeševalnikih nabitih delcev - ciklotroni.

Lorentzova sila se uporablja tudi v napravah, imenovanih masni spektrografi, ki so zasnovani za ločevanje nabitih delcev glede na njihove specifične naboje.

Diagram najpreprostejšega masnega spektrografa je prikazan na sliki 1.

V komori 1, iz katere je izčrpan zrak, je vir ionov 3. Komora je postavljena v enakomerno magnetno polje, v vsaki točki katerega je indukcija \(~\vec B\) pravokotna na ravnino risbo in usmerjen proti nam (na sliki 1 je to polje označeno s krogi) . Med elektrodama A in B deluje pospeševalna napetost, pod vplivom katere se ioni, oddani iz vira, pospešijo in z določeno hitrostjo vstopajo v magnetno polje pravokotno na indukcijske črte. Ioni, ki se premikajo v magnetnem polju v krožnem loku, padejo na fotografsko ploščo 2, kar omogoča določitev polmera R ta lok. Poznavanje indukcije magnetnega polja IN in hitrost υ ioni, po formuli

\(~\frac q m = \frac (v)(RB)\)

lahko določimo specifični naboj ionov. In če je naboj iona znan, je mogoče izračunati njegovo maso.

Literatura

Aksenovich L. A. Fizika v Srednja šola: Teorija. Naloge. Testi: Učbenik. dodatek za ustanove, ki izvajajo splošno izobraževanje. okolje, izobraževanje / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn .: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - Str. 328.