6 страница

2.Магнит өрісінің қозғалыстағы заядқа әсері.Лоренц күші және оның бағытын анықтау.

Магнит өрісі тек тоғы бар өткізгішке ғана емес, сол сияқты кез келген қозғалыстағы зарыдтарға да әсер ететіндігін көптеген эксперименттердің нәтижелері дәлелдеді. Ал магнит өрісіндегі әр зарядқа әсер ететін күшті Лоренц күші деп атайды. Енді осы Лоренц күшін табайық. Ол үшін біртекті магнит өрімінде ұзындығы l тоғы бар өткізгіш алайық. Өткізгіш магниит өрісінің бағытына бұрышпен орналасқан. Өткізгішке ток теріс зарядты электрондардың бағытталған қозғалысы болғандықтан, осы зарядқа әсер етуші күштерді анықтайық. Тоқтың бір элементін бөліп алып оған әсер етуші күшті Ампер заңына сәйкес жазайық:
F = IB ∆ l sin
мұндағы I - өткізгіштегі ток күші. Электрондық теорияға сәйкес ток шамасы мынаған тең:
I = eno S,
Мұндағы е – электрон заряды, no - өткізгіштің бірлік көлеміндегі еркін электрондардың саны, - электрондардың бағытталған жылдамдығы, S - өткізгіштің көлденең қимасының ауданы.
Енді осы тоқтың мәнін жоғарғы формулаға қойсақ, онда ол мынандай түрге келеді:
F = В eno S ∆ l sin
Әрбір жеке зарядқа әсер ететін Лоренц күшін табу үшін ∆ l элементтегі еркін электрондардың санын есептеу керек. Оны анықтау үшін көлденең қимасы S, ∆ l элементтегі барлық электрондар санын анықтаймыз n = no∆ lS
Сонда Лоренц күші мына қатыс арқылы есептелінеді:

Осы өрнекті бірінші рет голланд физигі Лоренц (1853-1928) шығарған болатын, сондықтан оны Лоренц күші (Fл) деп атайды. Мұндағы - магнит өрісінң күш сызықтары мен электрондардардың бағытталған жылдамдығының арасындағы бұрыш. Лоренц күшінің бағытын сол қол ережесі бойынша анықтайды, яғни магниит индукциясы алақанды тесіп өтсе, саусақтар электрондар жылдамдығының бағытын көрсетсе, онда бас бармақ Лоренц күшінің бағытын анықтайды. Сонымен, Лоренц күші электрондардың жылдамдығына перпендикуляр болып, оларға нормаль үдеу беріп отырды. Лоренц күші магнит өрісінде ешқандай жұмыс істемейді. Күш тек электрондардың жылдамдығының бағытын ғана өзгертеді. Олай болса жылдамдықтың шамасы мен кинетикалық энергиясы магнит өрісінде өзгермейді. Жалпы магниит өрісіндегі қозғалыстағы зарядқа магнит идукциясынан басқа, кернеулігі электр өрісі де әсер етеді. Олай болса, зарядқа әсер етуші қорытқы күш электрлік күш пен Лоренц күшінің қосындысына тең болады. Тағы да бір ескертетін жағдай, магнит өрісі еш уақытта тыныштықта тұрған электр зарядына әсер етпей, тек қана қозғалыстағы зарядтарға ғана әсер етеді. Бұл тұрғыда магнит өрісінің электр өрісінен ерекшелігінің бар екенідігін байқауға болады.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: