Magnetiniame lauke judančio elektrono energija. Elektronų judėjimas vienodame magnetiniame lauke

Kai kurie vakuuminiai prietaisai naudoja elektronų judėjimą magnetiniame lauke.

Panagrinėkime atvejį, kai elektronas įskrenda į vienodą magnetinį lauką su pradinis greitis v 0, nukreiptas statmenai magnetinėms jėgos linijoms. Šiuo atveju judantį elektroną veikia vadinamoji Lorenco jėga F, kuri yra statmena vektoriui h0 ir magnetinio lauko stiprumo vektoriui N. Jėgos dydis F nustatoma pagal išraišką: F= ev0H.

Esant v0 = 0 jėga P lygi nuliui, t.y., magnetinis laukas neveikia nejudančio elektrono.

Jėga F išlenkia elektrono trajektoriją į apskritimo lanką. Kadangi jėga F veikia stačiu kampu greičiui h0, ji neveikia. Elektrono energijos ir jo greičio dydis nesikeičia. Keičiasi tik greičio kryptis. Yra žinoma, kad kūno judėjimas ratu (sukimas) su pastovus greitis gaunamas veikiant įcentrinei jėgai, nukreiptai į centrą, kuri yra būtent jėga F.

Elektrono sukimosi kryptis magnetiniame lauke pagal kairiosios rankos taisyklę patogiai nustato laikantis taisyklių. Žvelgiant magneto kryptimi elektros linijos, tada elektronas juda pagal laikrodžio rodyklę. Kitaip tariant, elektrono sukimasis sutampa su sraigto sukimosi judesiu, kuris įsukamas magnetinių jėgos linijų kryptimi.

Nustatykime spindulį r elektronu aprašytas apskritimas. Norėdami tai padaryti, naudosime įcentrinės jėgos išraišką, žinomą iš mechanikos: F = mv20/r. Prilyginkime tai jėgos vertei F = ev0H: mv20/r = ev0H. Dabar iš šios lygties galite rasti spindulį: r= mv0/(eH).

Kuo didesnis elektrono greitis v0, tuo labiau jis linkęs judėti tiesia linija pagal inerciją ir trajektorijos kreivės spindulys bus didesnis. Kita vertus, didėjant N didėja jėga F, didėja trajektorijos kreivumas ir mažėja apskritimo spindulys.

Išvestinė formulė galioja bet kokios masės ir krūvio dalelių judėjimui magnetiniame lauke.

Apsvarstykite priklausomybę rm ir e. Didesnės masės įkrauta dalelė m linkęs stipriau skristi tiesia linija pagal inerciją ir trajektorijos kreivumas sumažės, t. y. padidės. Ir ką didesnis mokestis e, tie daugiau jėgų F ir kuo labiau trajektorija lenkiasi, t.y. jos spindulys mažėja.

Palikęs magnetinį lauką, elektronas ir toliau pagal inerciją skrieja tiesia linija. Jei trajektorijos spindulys mažas, tai elektronas gali apibūdinti uždarus apskritimus magnetiniame lauke.

Taigi magnetinis laukas keičia tik elektrono greičio kryptį, bet ne jo dydį, t.y., tarp elektrono ir magnetinio lauko nėra energijos sąveikos. Palyginti su elektriniu lauku, magnetinio lauko poveikis elektronams yra ribotesnis. Štai kodėl magnetinis laukas elektronams paveikti naudojamas daug rečiau nei elektrinis laukas.

Panagrinėkime elektrono judėjimą vienodame magnetiniame lauke. Jei lauko nevienalytiškumas yra nereikšmingas arba jei nereikia gauti tikslaus kiekybiniai įverčiai, tada tirti judesį nehomogeniškame lauke galima naudoti ir daugiau paprasti dėsniai, gautas vienodam laukui.

Tegul elektronas skrieja į vienodą magnetinį lauką pradiniu greičiu V 0, nukreiptu statmenai magnetinėms jėgos linijoms, pav. 5. Šiuo atveju elektroną veikia Lorenco jėga F, kuri yra statmena vektoriui V 0 ir magnetinės indukcijos vektoriui B ir yra skaitine prasme lygi:

Esant V 0 =0, jėga F taip pat lygi nuliui (magnetinis laukas neveikia nejudančio elektrono). Jėga F sulenkia elektrono trajektoriją į apskritimo lanką. Kadangi jėga F veikia stačiu kampu greičiui V 0, ji neveikia. Elektrono energija ir jo greitis nesikeičia. Keičiasi tik judėjimo kryptis.


Elektronų judėjimo kryptis nustatoma pagal šią mnemoninę taisyklę: elektrono sukimasis sutampa su sraigto sukimosi judesiu, kuris sukamas magnetinių jėgos linijų kryptimi.Ši taisyklė dažnai vadinama gimlet taisyklė.

Yra žinoma, kad kūno judėjimas apskritimu pastoviu greičiu vyksta veikiant jėgai, nukreiptai į centrą (centripetalą). Mūsų atveju Lorenco jėga F veikia kaip įcentrinė jėga. Iš mechanikos žinoma, kad įcentrinę jėgą galima apskaičiuoti pagal formulę:

čia r – elektrono sukimosi apskritimo spindulys. Prilyginę įcentrinę jėgą, gautą iš paskutinės išraiškos, su Lorenco jėgos išraiška, gauname:

.

Kaip rasti spindulį:

Kuo didesnis elektrono greitis, tuo didesnis apskritimo spindulys, kurį jis apibūdina magnetiniame lauke. Išėjęs iš magnetinio lauko, elektronas skrenda tolygiai ir tiesia linija pagal inerciją. Jei apskritimo spindulys mažas, tai elektronas gali apibūdinti uždarus apskritimus magnetiniame lauke.

Panagrinėkime atvejį, kai elektronas įskrenda į magnetinį lauką bet kokiu kampu, pav. 6. Renkimės koordinačių plokštuma kad elektrono pradinis greičio vektorius V 0 būtų šioje plokštumoje, o X ašis kryptyje sutaptų su vektoriumi B. Išskaidykime V 0 į komponentus V x ir V y . Elektrono, kurio greitis V x, judėjimas yra lygus srovei pagal jėgos liniją. Tokios srovės neveikia magnetinis laukas. Todėl greitis V x nesikeičia. Jei elektronas turėtų tik tokį greitį, jis judėtų tiesia linija ir tolygiai. Lauko įtaka greičiui V y yra tokia pati, kaip ir pirmuoju atveju, parodytu fig. 6. Turėdamas tik greitį V y, elektronas judėtų apskritimu plokštuma, statmena magnetinėms jėgos linijoms.




Gautas elektrono judėjimas vyksta spiraline linija (spirale). Priklausomai nuo B, V x ir V y verčių, ši spiralė yra daugiau ar mažiau ištempta. Spiralės spindulį galima nesunkiai nustatyti naudojant paskutinę formulę, į ją pakeičiant greitį V y.

Žemiau pateikiamos problemų sąlygos ir nuskaityti sprendimai. Jei jums reikia išspręsti problemą šia tema, galite rasti panašią sąlygą čia ir išspręsti savo problemą pagal analogiją. Puslapio įkėlimas gali šiek tiek užtrukti dėl didelis skaičius brėžinius. Jei jums reikia fizikos problemų sprendimo ar pagalbos internetu, susisiekite su mumis, mielai padėsime.

Krūvio judėjimas magnetiniame lauke gali vykti tiesia linija, apskritimu arba spirale. Jei kampas tarp greičio vektoriaus ir magnetinio lauko linijų nėra lygus nuliui arba 90 laipsnių kampu, krūvis juda spirale – magnetinio lauko jį veikia Lorenco jėga, kuri suteikia jam įcentrinį pagreitį.

Dalelė, pagreitinta 100 V potencialų skirtumu, juda magnetiniame lauke su 0,1 T indukcija 6,5 ​​cm spindulio spirale 1 cm žingsniu Raskite dalelės krūvio ir jos masės santykį.

Elektronas skrieja 1 mm/s greičiu į magnetinį lauką, esantį 60 laipsnių kampu su jėgos linijomis. Magnetinio lauko stipris 1,5 kA/m. Raskite spiralės, kuria judės elektronas, spindulį ir žingsnį.

Elektronas juda magnetiniame lauke, kurio indukcija yra 100 μT, spirale, kurios spindulys yra 5 cm, o žingsnis – 20 cm Raskite elektrono greitį.

Elektronas, pagreitintas 800 V potencialo skirtumu, juda magnetiniame lauke, kurio indukcija yra 4,7 mT spirale, kurios žingsnis yra 6 cm. Raskite spiralės spindulį.

Protonas, pagreitintas 300 V potencialų skirtumo, įskrenda į magnetinį lauką 30 laipsnių kampu jėgos linijoms. Magnetinio lauko indukcija 20 mT. Raskite spiralės, kuria judės protonas, spindulį ir žingsnį.

Elektronas, pagreitintas 6 kV potencialų skirtumo, įskrenda į magnetinį lauką 30 laipsnių kampu jėgos linijoms. Magnetinio lauko indukcija 13 mT. Raskite spiralės, kuria judės elektronas, spindulį ir žingsnį.

Alfa dalelė, pagreitinta potencialų skirtumo U, įskrenda į magnetinį lauką kampu į lauko linijas. Magnetinio lauko indukcija 50 mT. Spiralės spindulys ir žingsnis – dalelės trajektorija – yra atitinkamai 5 cm ir 1 cm. Nustatykite potencialų skirtumą U.





Elektronas skrieja 1 mm/s greičiu į magnetinį lauką, esantį 30 laipsnių kampu su jėgos linijomis. Magnetinio lauko indukcija 1,2 mT. Raskite spiralės, kuria judės elektronas, spindulį ir žingsnį.

Elektronas skrieja 6 mm/s greičiu į magnetinį lauką, esantį 30 laipsnių kampu su jėgos linijomis. Magnetinio lauko indukcija 1,0 mT. Raskite spiralės, kuria judės elektronas, spindulį ir žingsnį.

Elektronas juda magnetiniame lauke, kurio indukcija yra 5 mT spirale, kurios žingsnis yra 5 cm ir spindulys 2 cm. Nustatykite greitį ir kinetinė energija elektroną ir kampą tarp elektronų greičio ir magnetinio lauko indukcijos vektorių.



Elektronų judėjimas stabdymo lauke

Tegul pradinis elektrono greitis v0 yra priešingas jėgai F, veikiančiai elektroną iš lauko.

Elektronas tam tikru pradiniu greičiu išskrenda iš didesnį potencialą turinčio elektrodo. Kadangi jėga F nukreipta į greitį v0, elektronas sulėtėja ir juda vienodai lėtai. Laukas šiuo atveju vadinamas stabdymu. Elektronų energija stabdymo lauke mažėja, nes darbą atlieka ne laukas, o pats elektronas, kuris įveikia lauko jėgų pasipriešinimą. Taigi, stabdymo lauke elektronas atiduoda energiją laukui.

Jei elektrono pradinė energija yra eU0 ir jis praeina per potencialų skirtumą U lėtinančiame lauke, tai jo energija sumažėja eU. Kai elektronas nukeliauja visą atstumą tarp elektrodų ir atsitrenkia į mažesnio potencialo elektrodą. Jei tada, perėjęs potencialų skirtumą U0, elektronas praras visą savo energiją, jo greitis taps lygus nuliui ir jis pradės greitėti atgal. Taigi elektronas atlieka judėjimą, panašų į kūno, išmesto vertikaliai aukštyn, skrydį.

Elektrono judėjimas vienodame skersiniame lauke

Jei elektronas išskrenda pradiniu greičiu v0 stačiu kampu lauko linijų krypčiai, tada laukas veikia

Ant elektrono, kurio jėga F nukreipta į didesnį potencialą. Nesant jėgos F, elektronas atliktų tolygų tiesinį judėjimą pagal inerciją greičiu v0 O veikiamas jėgos F, elektronas turėtų judėti tolygiai statmena v0. Gautas judėjimas vyksta išilgai parabolės, elektronas nukreipiamas link teigiamo elektrodo. Jei elektronas palieka lauką, kaip parodyta paveikslėlyje, tada jis ir toliau judės pagal inerciją tiesia linija ir tolygiai. Tai panašu į kūno, mesto tam tikru pradiniu greičiu, judėjimą horizontalia kryptimi. Veikiamas gravitacijos toks kūnas, nesant oro, judėtų paraboline trajektorija.

Elektrinis laukas visada keičia elektrono energiją ir greitį viena ar kita kryptimi. Taigi tarp elektrono ir elektrinio lauko visada yra energijos sąveika t.y. energijos mainai. Elektrono greitį, kai jis atsitrenkia į elektrodą, lemia tik pradinis greitis ir potencialų skirtumas galutiniai taškai būdais.

Elektronų judėjimas vienodame magnetiniame lauke

Panagrinėkime elektrono judėjimą vienodame magnetiniame lauke. Kai lauko nevienalytiškumas yra nereikšmingas arba kai nereikia gauti tikslaus kiekybiniai rezultatai, galite naudoti elektrono judėjimui vienodame lauke nustatytus dėsnius.

Tegul elektronas skrieja į vienodą magnetinį lauką pradiniu greičiu v0, nukreiptu statmenai magnetinio lauko linijoms (Pav. Šiuo atveju judantį elektroną veikia Lorenco jėga F, kuri statmena vektoriui v0 ir magnetiniam indukcijos vektorius B:

Kaip matyti, esant v0 = 0 jėga F lygi nuliui, t.y., magnetinis laukas neveikia nejudančio elektrono.

Jėga F sulenkia elektrono trajektoriją į apskritimo lanką. Kadangi jėga F veikia stačiu kampu greičiui v0, ji neveikia. Elektrono energija ir jo greitis nesikeičia, o keičiasi tik greičio kryptis. Yra žinoma, kad kūno judėjimas apskritimu (sukimasis) pastoviu greičiu vyksta veikiant jėgai, nukreiptai į centrą (centripetą), t.y. jėgai F.

Elektronų judėjimo kryptį magnetiniame lauke patogu nustatyti pagal šias taisykles. Jei žiūrite magnetinių jėgos linijų kryptimi, elektronas juda pagal laikrodžio rodyklę. Arba kitaip: elektrono sukimasis sutampa su sraigto sukimosi judesiu, kuris sukamas magnetinių jėgos linijų kryptimi.

Nustatykime elektrono aprašyto apskritimo spindulį r. Norėdami tai padaryti, naudosime įcentrinės jėgos išraišką, žinomą iš mechanikos,

ir prilyginkite ją jėgos F vertei pagal (14) formulę:

Dabar iš šios lygties galite rasti spindulį:

Kuo didesnis elektrono greitis v0, tuo jis stipresnis tiesinis judėjimas pagal inerciją ir tuos didesnis spindulys trajektorijos. Didėjant B, didėja jėga F, didėja trajektorijos kreivumas ir mažėja spindulys.

Išvestinė formulė galioja bet kokios masės ir krūvio dalelėms.

Kaip daugiau masės, tuo stipriau dalelė linkusi skristi inercija tiesia linija, t.y. spindulys r tampa didesnis. Ir kuo didesnis krūvis, tuo didesnė jėga F ir tuo labiau linksta trajektorija, t.y. jos spindulys tampa mažesnis. Išėjęs iš magnetinio lauko, elektronas toliau skrenda tiesia linija pagal inerciją. Jei trajektorijos spindulys mažas, tai elektronas gali apibūdinti uždarus apskritimus magnetiniame lauke.

Apsvarstykime daugiau bendras atvejis kai elektronas įskrenda į magnetinį lauką bet kokiu kampu. Pasirinkime koordinačių plokštumą, kad pradinis elektronų greičio vektorius v0 būtų šioje plokštumoje, o x ašis sutaptų su vektoriumi B.

Išskaidykime v0 į komponentus ir. Elektrono judėjimas greičiu. yra lygiavertis srovei išilgai elektros linijų. Bet tokiai srovei įtakos neturi magnetinis laukas, ty greitis. nepatiria jokių pokyčių. Jei elektronas turėtų tik tokį greitį, tada jis judėtų tiesia linija ir tolygiai. Ir lauko įtaka greičiui yra tokia pati kaip ir pagrindiniu atveju pav. Turėdamas tik greitį, elektronas judėtų apskritimu plokštumoje, statmenoje magnetinėms jėgos linijoms.

Gautas elektrono judėjimas vyksta spiraline linija (dažnai vadinama „spirale“). Priklausomai nuo B verčių, ši spiralinė trajektorija yra daugiau ar mažiau ištempta. Jo spindulį galima lengvai nustatyti naudojant (16) formulę, pakeičiant greitį.

Norėdami išspręsti šią problemą, mes taip pat naudosime stačiakampė sistema koordinates Nukreipkime y ašį į magnetinės indukcijos vektoriaus B, o x ašį taip, kad elektrono v0, esančio pradžios taške momentu t = 0, greičio vektorius atsidurtų XOY plokštumoje. tie. turime komponentus vxo ir vyo

Jei nėra elektrinio lauko, elektronų judėjimo lygčių sistema yra tokia:

arba atsižvelgiant į sąlygas Bx = Bz = 0 ir By = - B:

Elektrono judėjimas vienodame magnetiniame lauke

Integruojant antrąją sistemos lygtį, atsižvelgiant į pradinę sąlygą: esant t=0, vy =vyo gaunamas ryšys:

tie. rodo, kad magnetinis laukas neturi įtakos elektronų greičio komponentei lauko linijų kryptimi.

Bendras pirmosios ir trečiosios sistemos lygčių sprendimas, susidedantis iš pirmosios diferencijavimo laiko atžvilgiu ir reikšmės dvz / dt pakeitimo trečiąja, sukuria lygtį, susiejančią elektronų greitį vx su laiku:

Šio tipo lygčių sprendimas gali būti pavaizduotas taip:

Be to, iš pradinių sąlygų, kai t=0, v x=vx0, dvx/dt=0 (kas išplaukia iš pirmosios sistemos lygties, nes vz0 = 0), išplaukia, kad

Be to, diferencijuojant šią lygtį, atsižvelgiant į pirmąją sistemos lygtį, gaunama išraiška:

Atkreipkite dėmesį, kad padalijus kvadratą ir pridėjus paskutines dvi lygtis gaunama išraiška:

kas dar kartą patvirtina, kad magnetinis laukas nekeičia savo vertės visu greičiu elektrono (energija).

Integravę lygtį, apibrėžiančią ją vx, gauname:

integravimo konstanta pagal pradines sąlygas lygus nuliui.

Greitį vz lemiančios lygties integravimas, atsižvelgiant į tai, kad esant z = 0, t = 0, leidžia rasti elektrono z koordinatės priklausomybę nuo laiko:

Išsprendę paskutines dvi ir lygtis, sudėjus kvadratu ir sudėjus, po paprastų transformacijų gauname elektronų trajektorijos projekcijos XOZ plokštumoje lygtį:

Tai spindulio apskritimo, kurio centras yra z ašyje atstumu r nuo pradžios, lygtis (2.2 pav.). Pati elektronų trajektorija yra cilindrinė spindulio spiralė su žingsniu. Iš gautų lygčių taip pat akivaizdu, kad dydis reiškia elektrono, judančio šia trajektorija, apskritimo dažnį.

Visuose elektroniniuose ir joniniuose įrenginiuose elektronų srautai vakuume arba dujose esant vienokiam ar kitokiam slėgiui yra veikiami elektrinio lauko. Judančių elektronų sąveika su elektriniu lauku yra pagrindinis elektroninių ir joninių prietaisų procesas. Panagrinėkime elektrono judėjimą elektriniame lauke.

1 pav. Elektronų judėjimas greitėjimo (a), lėtėjimo (b) ir skersiniuose (c) elektriniuose laukuose

1a paveiksle parodytas elektrinis laukas vakuume tarp dviejų plokščių elektrodų. Jie gali būti diodo katodas ir anodas arba bet kurie du gretimi daugiaelektrodinio įrenginio elektrodai. Įsivaizduokime, kad elektronas išskrenda iš mažesnio potencialo elektrodo, pavyzdžiui, iš elektrodo, tam tikru pradiniu greičiu Vo. Laukas veikia elektroną jėga F ir pagreitina jo judėjimą link elektrodo, turinčio didesnį teigiamą potencialą, pavyzdžiui, anodo. Kitaip tariant, elektronas pritraukiamas prie didesnio teigiamo potencialo elektrodo. Todėl laukas į šiuo atveju vadinamas greitėjimu. Judėdamas pagreitintas, elektronas įgyja didžiausias greitis savo kelio pabaigoje, tai yra atsitrenkus į elektrodą, link kurio skrenda. Smūgio momentu elektrono kinetinė energija taip pat bus didžiausia. Taigi, kai elektronas juda greitėjančiame lauke, elektrono kinetinė energija didėja dėl to, kad laukas išjudina elektroną. Elektronas visada atima energiją iš greitėjančio lauko.

Greitis, kurį įgyja elektronas judėdamas greitėjimo lauke, priklauso tik nuo potencialų skirtumo U, per kurį praeina ir yra nustatomas pagal formulę

Elektronų greitį patogu išreikšti voltais. Pavyzdžiui, elektrono greitis yra 10 V, o tai reiškia greitį, kurį elektronas įgyja judėdamas greitėjimo lauke, kurio potencialų skirtumas yra 10 V. Iš aukščiau pateiktos formulės nesunku nustatyti, kad esant U - 100 V greitis yra V ~ 6000 km/sek. Esant tokiam dideliam greičiui, elektrono skrydžio laikas tarp elektrodų yra labai mažas, maždaug nuo 10 minus 8 - 10 minus 10 sekundžių.

Dabar panagrinėkime elektrono judėjimą, kurio pradinis greitis Vo nukreiptas prieš jėgą F, veikiančią elektroną iš lauko (1 pav. b). Šiuo atveju elektronas tam tikru pradiniu greičiu išskrenda iš elektrodo, turinčio didesnį teigiamą potencialą. Kadangi jėga F nukreipta į greitį Vo, elektronas lėtėja, o laukas vadinamas lėtėjančiu. Vadinasi, tas pats laukas vieniems elektronams greitėja, kitiems – lėtėja, priklausomai nuo elektrono pradinio greičio krypties.

Stabdymo lauke judančių elektronų kinetinė energija mažėja, nes darbą atlieka ne lauko jėgos, o pats elektronas, kuris įveikia lauko jėgų pasipriešinimą. Elektrono prarasta energija patenka į lauką. Taigi stabdymo lauke elektronas visada atiduoda laukui energiją.

Jei pradinis elektrono greitis išreiškiamas voltais (Uo), tai greičio sumažėjimas lygus potencialų skirtumui U, kurį elektronas praeina stabdančiame lauke. Kai pradinis elektrono greitis yra didesnis už potencialų skirtumą tarp elektrodų (Uo> U), elektronas nukeliaus visą atstumą tarp elektrodų ir nusileis ant mažesnio potencialo elektrodo. Jei Uo< U, то, пройдя разность потенциалов, равную Uq, электрон полностью потеряет свою энергию, скорость его станет равна нулю, он на-момент остановится и начнет ускоренно двигаться обратно (рис.1 б).

Jeigu elektronas įskrenda tam tikru pradiniu greičiu Vo stačiu kampu lauko linijų krypčiai (1c pav.), tai laukas veikia elektroną jėga F, nukreipta į didesnį teigiamas potencialas. Todėl elektronas vienu metu atlieka du tarpusavyje statmenus judesius: vienodas judesys pagal inerciją greičiu vQ ir tolygiai pagreitintu judėjimu jėgos F veikimo kryptimi. Kaip žinoma iš mechanikos, atsirandantis elektrono judėjimas turėtų vykti išilgai parabolės, o elektronas nukreipiamas link teigiamesnio elektrodo. Kai elektronas palieka lauką (1c pav.), tada jis ir toliau judės pagal inerciją tiesia linija tolygiai.

Iš svarstytų elektronų judėjimo dėsnių matyti, kad elektrinis laukas visada veikia elektrono kinetinę energiją ir greitį, keisdamas juos viena ar kita kryptimi. Taigi tarp elektrono ir elektrinio lauko visada vyksta energetinė sąveika, t.y. energijos mainai. Be to, jei pradinis elektrono greitis nukreiptas ne išilgai jėgos linijų, o tam tikru kampu į jas, tai elektrinis laukas išlenkia elektrono trajektoriją, paversdamas jį iš tiesės į parabolę.
Dabar panagrinėkime elektrono judėjimą magnetiniame lauke.

Judantis elektronas yra elementarus elektros srovė ir patiria tokį patį magnetinio lauko veikimą kaip laidininkas su srove. Iš elektrotechnikos žinoma, kad tiesus laidininkas su srove veikia magnetiniame lauke mechaninė jėga stačiu kampu magnetinėms jėgos linijoms ir laidininkui. Jos kryptis pasikeičia, jei keičiate srovės kryptį arba magnetinio lauko kryptį. Ši jėga yra proporcinga lauko stiprumui, srovės dydžiui ir laidininko ilgiui, taip pat priklauso nuo kampo tarp laidininko ir lauko krypties.

Tai bus didžiausia, jei laidininkas yra statmenas jėgos linijoms; jei laidininkas yra išilgai lauko linijų, tada jėga lygi nuliui.

2 pav. Elektrono judėjimas skersiniame magnetiniame lauke.

Jeigu elektronas magnetiniame lauke yra nejudantis arba juda jėgos linijomis, tai magnetinis laukas jo visai neveikia. 2 paveiksle parodyta, kas nutinka elektronui, kuris skrenda į vienodą magnetinį lauką, susidarantį tarp magneto polių, pradiniu greičiu Vo statmenu lauko krypčiai. Jei lauko nebūtų, elektronas judėtų pagal inerciją tiesia linija ir tolygiai (punktyrinė linija); esant laukui, jį veiks jėga F, nukreipta stačiu kampu magnetiniam laukui ir greičiui v0. Veikiamas šios jėgos, elektronas išlenkia savo kelią ir juda apskritimo lanku. Jo linijinis greitis Vo ir energija išlieka nepakitę, nes jėga F visada veikia statmenai greičiui Vo. Taigi magnetinis laukas, skirtingai nei elektrinis laukas, nekeičia elektrono energijos, o tik sukasi.



Ar jums patiko straipsnis? Pasidalinkite su draugais!