Dairesel akım tanımı. Dairesel akım ekseninde manyetik alan indüksiyonunun belirlenmesi

Optik güç - önemli parametre Kontakt lens satın alırken, seçimi görüş netliğini ve kullanım rahatlığını belirler. Kontakt lensin optik gücü, daha hassas düzeltme sağladığından gözlüklerinkinden farklıdır. Bu nedenle, bu parametre için doğru optiğin nasıl seçileceğine dair talimatlar sunuyoruz.

Optik güç nedir ve nasıl belirlenir?

Yumuşak kontakt lensin ortasında görmenizi sağlayan bir optik bölge vardır. Dünya açık ve kesin. Görme sadece farklı yönlerde farklılık gösteremeyeceğinden farklı insanlar, ancak sağ ve sol gözdeki bir kişi için bile, bu bölgenin parametreleri optik güç kullanılarak ayarlanır ve diyoptri (D veya diyoptri) ile gösterilir.

Böyle bir göstergeyi kendiniz hesaplamak imkansızdır - bu yalnızca bir göz doktoru tarafından kullanılarak yapılabilir. özel ekipman. Bunun için uzman, görüşünüz netleşinceye kadar gözlerinize farklı diyoptriye sahip lensler uygular. Bundan sonra her gözün optik gücünü “+” veya “-” işaretiyle gösterecek bir reçete yazar. Tarifteki sağ göz OD sembolüyle, sol göz ise OS ile gösterilir.

Örneğin, reçetenizde "OD Sph +2,5" ve "OS Sph +3,0" yazıyorsa bu, sağ göz için +2,5 D ve sol göz için +3,0 D olduğu anlamına gelir.
Ambalaj ve kabarcık üzerinde bu parametre iki işaretle gösterilir - PWR ve SPH. Bu, doğru lensleri alıp almadığınızı kontrol etmeniz için gereklidir; bu nedenle satın alırken bu göstergeye dikkatlice bakın. Yani kutunun üzerinde PWR -2.00 yazıyorsa bu, içinde oftalmik ürünler olduğu anlamına gelir. optik güç-2,00 diyoptri.

Miyopi ve uzak görüşlülük için merceklerin optik gücü

En yaygın iki görme sorunu yakın görüşlülük (miyopi) ve uzak görüşlülüktür (hipermetrop). Bu iki problem tamamen farklıdır ve tam tersi bir düzeltmeyi gerektirir.

Miyopide kişi uzaktaki nesneleri görmekte zorluk çeker, bu nedenle kontak lensin diyoptri gücü “-” işaretine sahiptir. Düzeltme için eksi diyoptrili optikler satışta değişen dereceler miyopi - -0,25'ten -30 D'ye (0,25'lik artışlarla). Bu tür lenslerin temel avantajı, büyük bir eksi olsa bile kalınlıklarının değişmemesi ve miyopi gözlüklerinin aksine gözlerin görsel olarak daha küçük görünmemesidir.

Uzak görüşlülük ile nesnelere yakından bakmak zordur ve özellikle okumak zordur. Bu durumda kontakt lens reçetesindeki güç “+” işaretiyle belirtilir. Farklı kırılma derecelerini düzeltmek için artı ile satın alabilirsiniz - +0,25'ten +30,0'a (0,25'lik artışlarla).
Miyopiniz veya hipermetropunuz varsa kontakt lens seçmek zor değildir, ancak birkaç nüans vardır:

  • En çok çok sayıda kırılma derecesini +10,0'dan -16 D'ye düzeltmek için modeller sunulmaktadır. yüksek derece, markanın popülaritesine göre değil, bulunabilirliğine göre - belirli bir modelin böyle bir artı veya eksiye sahip olup olmadığına göre seçim yapmanız gerekir. Bunu çevrimiçi mağazada yapmak kolaydır: filtre aracılığıyla yalnızca gerekli diyoptriye sahip modelleri seçersiniz, bu da aramayı büyük ölçüde kolaylaştırır.
  • Sadece görüşünüzü düzeltmek değil, aynı zamanda göz renginizi değiştirmek veya renklendirmek istiyorsanız, satışta diyoptrili çok sayıda renkli ve renkli kontakt lens bulunmaktadır. Ancak buradaki diyoptri gücü sınırlıdır - miyopi için -0,25 ila -20 D, ileri görüşlülük için +0,25 ila +17 D.

Sıfır diyoptrilik optik güce sahip lensler - bunlar ne işe yarar?

Satışta sıfır diyoptrili bir çift lens bulabilirsiniz. Bu tür oftalmik ürünlerin merkezinde optik bölge yoktur; bunlar görmeyi düzeltmez. Bu tür kontakt lensler yalnızca kozmetik amaçlı olarak göz rengini değiştirmek veya iris kusurlarını gizlemek için kullanılır. Üç tipte gelirler:

  • Renkli - gözlerin doğal rengini geliştirerek onları daha doygun ve etkileyici hale getirir. İrisin gölgesine uyacak şekilde seçilirler, böylece gözle görülmezler.
  • Renkli - irisi tamamen bloke edebilir, rengi radikal bir şekilde karanlıktan aydınlığa veya tam tersi olarak değiştirebilir.
  • Karnaval - tematik görüntüler oluşturmak için tasarlanmıştır. Yüzeylerine uygulanan farklı çizimler ve irisle örtüşen desenler.

Görme probleminiz yoksa sıfır diyoptrili kontakt lens sipariş etmeniz gerekmektedir. Tüm dekoratif renkli optiklerin oksijen geçirgenliği açısından şeffaf ürünlere göre biraz daha düşük olduğunu, bu nedenle gün içinde biraz daha az giyilmeleri gerektiğini unutmayın.

Karnaval mercekleri yalnızca sıfır optik güçle satılsa da bu, yalnızca iyi görüşe sahip kişiler tarafından takılabileceği anlamına gelmez. Hafif bir eksi veya artınız varsa, bir süre düzeltici optiklerden yoksun kalabilir, bir partiye veya performansa çılgın lensler takabilirsiniz. Kırılma derecesi yüksekse fotoğraf çekimi için karnaval lenslerini kullanabilirsiniz.

Presbiyopi için kontakt lenslerin optik gücü

Presbiyopide kişi uzağı ve yakını görmekte zorluk çeker, bu nedenle bunu düzeltmek için farklı tasarıma sahip lensler kullanılır - çok odaklı. Optik güçleri merkezden çevreye değişiklik göstererek farklı mesafelerde net görüş sağlar. Tipik olarak merkezde yakın görüş için, ortada orta mesafeler için ve son olarak da uzak görüş için bir bölge bulunur. Bu nedenle burada optik güç diğer kontakt lenslerden farklı şekilde seçilmiştir.

Bunu yapmak için ek bir parametre - ekleme veya "artı katkı maddesi" bilmeniz gerekir. Esasen bu, farklı mesafelerdeki görüşü aynı anda düzeltmek için gereken diyoptri farkıdır. Üstelik hem uzak görüşlü hem de yakın görüşlü kişiler için ilavenin belirlenmesi gerekir ve yaşla birlikte bu parametre artabilir. Tarifte ekleme "ekle" veya "EKLE" olarak belirtilir ve üç tür vardır - düşük (DÜŞÜK), orta (ORTA), yüksek (YÜKSEK). Her üreticinin ekleme aralığı biraz farklılık gösterebilir ancak genel olarak Düşük diyoptri gücü +1'e kadar, Orta +1,25'ten +2'ye, Yüksek diyoptri gücü +2'den fazladır.

Bir diğer çok önemli parametre ise baskınlıktır. Oftalmik ürünün tasarımı buna bağlı olacaktır. Baskın olmayan göz için (N) merkezi bölge yakın düzeltme için ve baskın (D) için, aksine mesafe için tasarlanmıştır.

Toplamak optik güç Multifokal temas düzeltme ürünleri daha karmaşıktır ve bazı modeller yalnızca sipariş üzerine mevcuttur, bu nedenle mutlaka doktorunuza danışın.

Akımın manyetik alanı:

Bir manyetik alan hareket ettikçe elektrik yüklerinin etrafında oluşurlar. Elektrik yüklerinin hareketi bir elektrik akımını temsil ettiğinden, akım taşıyan herhangi bir iletkenin etrafında her zaman bir akım vardır. mevcut manyetik alan.

Manyetik bir akım alanının varlığını doğrulamak için içinden elektrik akımı geçen iletkenin üzerine yukarıdan sıradan bir pusula getirelim. Pusula iğnesi hemen yana sapacaktır. Pusulayı aşağıdan gelen akımla iletkene getiriyoruz - pusula iğnesi diğer yöne sapacaktır (Şekil 1).

En basit akımların manyetik alanlarını hesaplamak için Biot-Savart-Laplace yasasını uygulayalım. Doğru akımın manyetik alanını ele alalım.

Rastgele temel kesitlerden (dl) gelen tüm dB vektörleri aynı yöne sahiptir. Bu nedenle vektörlerin eklenmesi, modüllerin eklenmesiyle değiştirilebilir.

Manyetik alanın belirlendiği noktanın belirli bir mesafede olmasına izin verin. B telden. Şekilden şunu görmek mümkündür:

;

Bulunan değerlerin değiştirilmesi R ve d ben Biot-Savart-Laplace yasasına göre şunu elde ederiz:

İçin son iletken α açısı , ile arasında değişir. Daha sonra

İçin sonsuz uzunlukta iletken , ve daha sonra

veya hesaplamalar için daha uygun olan .

Doğru akım manyetik indüksiyon hatları, akımı çevreleyen eşmerkezli dairelerden oluşan bir sistemdir.

21. Biot-Savart-Laplace yasası ve bunun dairesel bir akımın manyetik alan indüksiyonunun hesaplanmasına uygulanması.

Akım taşıyan dairesel bir iletkenin manyetik alanı.

22. Akımlı bir bobinin manyetik momenti. Manyetik alanın girdap doğası.

Akımlı bir bobinin manyetik momenti, diğer manyetik momentler gibi, belirli bir sistemin manyetik özelliklerini karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Bizim durumumuzda sistem, akımlı dairesel bir bobin ile temsil edilmektedir. Bu akım, dış manyetik alanla etkileşime giren bir manyetik alan yaratır. Bu, dünyanın alanı veya kalıcı veya elektromıknatısın alanı olabilir.

Şekil - Akımla birlikte 1 dairesel dönüş

Akımı olan dairesel bir bobin, kısa bir mıknatıs olarak temsil edilebilir. Üstelik bu mıknatıs bobin düzlemine dik olarak yönlendirilecektir. Böyle bir mıknatısın kutuplarının konumu gimlet kuralı kullanılarak belirlenir. Buna göre, içindeki akım saat yönünde hareket ederse, kuzey artı bobin düzleminin arkasına yerleştirilecektir.

Şekil-2 Bobin ekseninde hayali şerit mıknatıs

Bu mıknatıs yani akım taşıyan dairesel bobinimiz diğer mıknatıslar gibi harici bir manyetik alandan etkilenecektir. Bu alan düzgünse, bobini döndürme eğiliminde olacak bir tork ortaya çıkacaktır. Alan, bobini, ekseni alan boyunca yer alacak şekilde döndürecektir. Bu durumda bobinin alan çizgileri, küçük bir mıknatıs gibi, dış alanla aynı doğrultuda olmalıdır.

Dış alan düzgün değilse tork eklenecektir ileri hareket. Bu hareket, alanın daha yüksek indüksiyonlu bölümlerinin, daha düşük indüksiyonlu alanlara göre bobin şeklindeki mıknatısımızı daha fazla çekmesi nedeniyle oluşacaktır. Ve bobin daha büyük indüksiyonla alana doğru hareket etmeye başlayacaktır.

Akımlı dairesel bir bobinin manyetik momentinin büyüklüğü formülle belirlenebilir.

Nerede, ben dönemeçten akan akıntıyım

Akım ile bobinin S alanı

n bobinin bulunduğu düzleme normal

Dolayısıyla formülden, bir bobinin manyetik momentinin vektörel bir büyüklük olduğu açıktır. Yani kuvvetin büyüklüğünün yani modülünün yanı sıra bir yönü de vardır. Manyetik moment, bobin düzlemine normal vektörü içermesi nedeniyle bu özelliği almıştır.

Eksen üzerindeki manyetik alan kuvveti dairesel akım(Şekil 6.17-1) iletken eleman tarafından oluşturulmuştur IDl, eşittir

çünkü içinde bu durumda

Pirinç. 6.17. Dairesel akım ekseninde manyetik alan (solda) ve çift kutuplu eksende elektrik alanı (sağda)

Bir dönüş üzerinden entegre edildiğinde vektör bir koniyi tanımlayacak ve sonuç olarak yalnızca eksen boyunca alan bileşeni "hayatta kalacaktır" 0z. Bu nedenle değeri özetlemek yeterlidir.

Entegrasyon

integralin değişkene bağlı olmadığı gerçeği dikkate alınarak gerçekleştirilir ben, A

Buna göre eksiksiz bobin ekseninde manyetik indüksiyon eşittir

Özellikle dönüşün ortasında ( H= 0) alan eşittir

Açık uzun mesafe dönüşten itibaren ( H >> R) paydanın radikalinin altındaki birimi ihmal edebiliriz. Sonuç olarak elde ederiz

Burada bir dönüşün manyetik momentinin büyüklüğü için ifadeyi kullandık. Р m , ürüne eşit BEN Dönüş alanı başına Manyetik alan dairesel akımla sağ yönlü bir sistem oluşturur, dolayısıyla (6.13) vektör biçiminde yazılabilir.

Karşılaştırma için alanı hesaplayalım elektrik dipol(Şekil 6.17-2). Pozitif ve negatif yüklerin elektrik alanları sırasıyla eşittir.

yani ortaya çıkan alan şöyle olacak

Açık uzun mesafeler (H >> ben) buradan elimizde var

Burada (3.5)'te tanıtılan bir dipolün elektrik momentinin vektörü kavramını kullandık. Alan e vektöre paralel dipol momenti, yani (6.16) vektör biçiminde yazılabilir

(6.14) ile olan benzerlik açıktır.

Güç hatları dairesel manyetik alan akım ile Şekil 1'de gösterilmektedir. 6.18. ve 6.19

Pirinç. 6.18. Telden kısa mesafelerde akım taşıyan dairesel bir bobinin manyetik alan çizgileri

Pirinç. 6.19. Dağıtım Güç hatları simetri ekseni düzleminde akım bulunan dairesel bir bobinin manyetik alanı.
Manyetik moment bobin bu eksen boyunca yönlendirilir

İncirde. 6.20, manyetik alan çizgilerinin akımla dairesel bir bobin etrafındaki dağılımının incelenmesine yönelik bir deney sunmaktadır. Üzerinde şeffaf bir plaka bulunan deliklerden kalın bir bakır iletken geçirilir. demir talaşı. 25 A'lık doğru akımı açıp plakaya hafifçe vurduktan sonra talaş, manyetik alan çizgilerinin şeklini tekrarlayan zincirler oluşturur.

Ekseni plaka düzleminde bulunan bir bobinin manyetik kuvvet çizgileri bobinin içinde yoğunlaşmıştır. Tellerin yakınında halka şeklindedirler ve bobinden uzakta alan hızla azalır, böylece talaş pratik olarak yönlendirilmez.

Pirinç. 6.20. Akımlı dairesel bir bobin etrafındaki manyetik alan çizgilerinin görselleştirilmesi

Örnek 1. Hidrojen atomundaki bir elektron, yarıçaplı bir daire içinde bir protonun etrafında hareket eder bir B= 53 pm (bu değere, yaratıcılardan birinin anısına Bohr yarıçapı adı verilir) Kuantum mekaniği Yörünge yarıçapını teorik olarak hesaplayan ilk kişi kimdi) (Şekil 6.21). Eşdeğer dairesel akımın ve manyetik indüksiyonun gücünü bulun İÇİNDE dairenin ortasındaki alanlar.

Pirinç. 6.21. Hidrojen atomundaki elektron ve B = 2,18·10 6 m/s. Hareketli bir yük yörüngenin merkezinde manyetik bir alan oluşturur

Yukarıda şiddetini bulduğumuz akımın olduğu bobinin merkezindeki alan için ifade (6.12) kullanılarak aynı sonuç elde edilebilir.

Örnek 2. 50 A akıma sahip sonsuz uzunlukta ince bir iletken, 10 cm yarıçaplı halka şeklinde bir halkaya sahiptir (Şekil 6.22). Döngünün merkezindeki manyetik indüksiyonu bulun.

Pirinç. 6.22. Dairesel halkalı uzun bir iletkenin manyetik alanı

Çözüm. Döngünün merkezindeki manyetik alan, sonsuz uzunlukta düz bir tel ve bir halka bobin tarafından oluşturulur. Düz bir telin alanı “bize” çizim düzlemine dik olarak yönlendirilir, değeri eşittir (bkz. (6.9))

İletkenin halka şeklindeki kısmının oluşturduğu alan aynı yöndedir ve eşittir (bkz. 6.12).

Bobinin merkezindeki toplam alan şuna eşit olacaktır:

Ek Bilgiler

http://n-t.ru/nl/fz/bohr.htm - Niels Bohr (1885–1962);

http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/broil/06.php - Louis de Broglie'nin “Fizikte Devrim” kitabında Bohr'un hidrojen atomu teorisi;

http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-bio.html - Nobel Ödülleri. Nobel Ödülü fizikte 1922 Niels Bohr.

dairesel akım alanının manyetik indüksiyon hatlarının düzenli daireler akımın aktığı iletkeni atlayarak kapanırlar. Manyetik indüksiyon hatlarının yönü kullanılarak belirlenebilir. doğru pervane kuralları(gimlet kuralı): Vidanın başı iletkendeki akım yönünde döndürülürse, vidanın ucunun öteleme hareketi manyetik indüksiyonun yönünü gösterecektir. merkezinde dairesel akım.

Biot-Savart-Laplace yasası - fizik kanunu doğru elektrik akımı tarafından üretilen manyetik alanın indüksiyon vektörünü belirlemek.

Doğru akım, vakumda bulunan kapalı bir döngüden geçtiğinde, döngüden r0 mesafesinde bulunan bir nokta için manyetik indüksiyon şu şekilde olacaktır:

I, r0 entegrasyonunun gerçekleştiği gama devresindeki akımdır keyfi nokta

Manyetik alanın dolaşımı kapalı bir kontur boyunca ben integral denir:

,

belirli bir noktada vektörün kontur çizgisine teğet yönüne izdüşümü nerede.

Karşılık gelen integral Elektrik alanı elektrostatikte, bildiğimiz gibi, sıfıra eşitözelliği yansıtan potansiyel elektrostatik alan:

Bir manyetik alan değil potansiyel, yukarıda gösterildiği gibi, dır-dir solenoidal. Bu nedenle manyetik alanın kapalı bir döngü boyunca dolaşımının olması beklenmelidir. Genel dava sıfırdan farklıdır. Değerini bulmak için önce bazı yardımcı eylemler gerçekleştirelim.

Solenoid ve toroid alanıSolenoid- aşağıdakilerden oluşan silindirik bir bobin çok sayıdaçekirdeğin etrafında eşit şekilde sarılır. Toroid olarak görülebilir uzun solenoid, bir halkaya yuvarlandı

Solenoidin içinde alan tekdüzedir, ancak solenoidin dışında tekdüze değildir ve çok zayıftır (sıfıra eşit sayılabilir).

Vektör dolaşımı İÇİNDE manyetik indüksiyon çizgilerinden birine denk gelen kapalı bir döngü boyunca N(4.12)'ye göre dönüşler şuna eşittir: .

Toroidin içindeki manyetik alan tıpkı bir solenoiddeki gibi tekdüzedir ve içeride yoğunlaşmıştır; toroidin dışında toroidin dairesel akımlarının yarattığı manyetik alan sıfırdır. Toroiddeki manyetik alanın büyüklüğü, toroidin ifadesi ve uzunluğu ile belirlenir. ben göre alınan orta uzunlukta toroid (orta çap).

Amper kuvvetinin ifadesi şu şekilde yazılabilir: F = qnSΔlυB sin α. Paralel akımların etkileşimi önemli örnekler manyetik etkileşim akımlar paralel akımların etkileşimidir. Bu olgunun kalıpları Ampere tarafından deneysel olarak belirlendi. eğer iki paralel iletkenler Elektrik akımları aynı yönde akarsa gözlenir karşılıklı çekim iletkenler. Akımların akması durumunda zıt yönler, iletkenler iter. Akımların etkileşimi manyetik alanlarından kaynaklanır: Bir akımın manyetik alanı, başka bir akım üzerinde Amper kuvveti olarak etki eder ve bunun tersi de geçerlidir. Deneyler, iletkenlerin her birinin Δl uzunluğundaki bir segmentine etki eden kuvvet modülünün, iletkenlerdeki I1 ve I2 akım kuvvetleriyle, Δl segmentinin uzunluğuyla doğru orantılı ve aralarındaki R mesafesiyle ters orantılı olduğunu göstermiştir. :

μ0 – devamlı buna denir manyetik sabit. Manyetik sabitin SI'ya dahil edilmesi, bir dizi formülün yazılmasını basitleştirir. O Sayısal değer eşittir

Manyetik akı- manyetik indüksiyon vektörünün sonlu bir yüzey boyunca integrali olarak akı. Yüzey integrali yoluyla belirlenir

Ayrıca manyetik akı şu şekilde hesaplanabilir: skaler çarpım alan vektörüne göre manyetik indüksiyon vektörü.

YZ düzleminde, boyunca I kuvvet akımının aktığı R yarıçaplı bir tel bobin olsun. Akımı oluşturan manyetik alanla ilgileniyoruz. Dönüş yakınındaki kuvvet çizgileri şunlardır: Işığın polarizasyonu.

Kuvvet çizgilerinin genel resmi de görülebilmektedir (Şekil 7.10). Ek harmonik titreşimler Sistem aynı anda birden fazla etkinliğe katılıyorsa salınımlı süreçler o zaman salınımları ekleyerek sonuçta ortaya çıkan salınım sürecini tanımlayan yasayı bulmayı kastediyoruz.

Teorik olarak bu alanla ilgilenirdik ama temel işlevler Bu dönüş için alanı belirtemezsiniz. Sadece simetri ekseninde bulunabilir. (x,0,0) noktalarında bir alan arıyoruz.

Vektörün yönü belirlenir vektör çarpımı. Vektörün iki bileşeni vardır: ve . Bu vektörleri toplamaya başladığımızda tüm dik bileşenlerin toplamı sıfır olur. . Ve şimdi şunu yazıyoruz: , = , bir . ve son olarak1), .

Aşağıdaki sonucu elde ettik:

Ve şimdi kontrol olarak dönüşün ortasındaki alan şuna eşittir: .

Akım taşıyan bir devreyi manyetik alanda hareket ettirirken yapılan iş.

Harici bir manyetik alanda iki kılavuz boyunca serbestçe hareket edebilen, akım taşıyan bir iletken bölümünü düşünelim (Şekil 9.5). Manyetik alanın düzgün ve belirli bir açıyla yönlendirilmiş olduğunu düşüneceğiz. α iletkenin hareket düzleminin normaline göre.

Şekil 9.5. Düzgün bir manyetik alanda akım taşıyan iletkenin bir bölümü.

Şekil 9.5'ten görülebileceği gibi, vektörün iki bileşeni vardır ve bunlardan yalnızca bileşen, iletkenin hareket düzleminde etki eden bir kuvvet oluşturur. İle mutlak değer bu kuvvet şuna eşittir:

,

Nerede BEN– iletkendeki akım gücü; ben– iletkenin uzunluğu; B– manyetik alan indüksiyonu.

Bu kuvvetin temel hareket yolu üzerindeki işi ds Orada:

İş kimlik bilgileri alana eşit dS, hareket sırasında iletken tarafından süpürülür ve değer BdScosα manyetik indüksiyon akısına eşit bu alan aracılığıyla. Bu nedenle şunu yazabiliriz:

dA=IdФ.

Akıma sahip bir iletkenin bir bölümünü kapalı bir döngünün parçası olarak düşünürsek ve bu ilişkiyi entegre edersek, manyetik alanda akımla bir döngüyü hareket ettirirken yapılan işi buluruz:

A = ben(Ф 2 – Ф 1)

Nerede F1 Ve F2 sırasıyla başlangıç ​​ve son konumlarda kontur alanı boyunca manyetik alan indüksiyonunun akışını belirtir.

Yüklü parçacıkların hareketi

Düzgün manyetik alan

Hadi düşünelim özel durum Elektrik alanı olmadığında, ancak manyetik alan olduğunda. Başlangıç ​​hızı u0 olan bir parçacığın B indüksiyonlu bir manyetik alana girdiğini varsayalım. Bu alanın düzgün olduğunu ve u0 hızına dik yönlendirildiğini varsayalım.

Bu durumda hareketin ana özellikleri, başvurulmadan öğrenilebilir. tam çözüm hareket denklemleri. Öncelikle bir parçacığa etki eden Lorentz kuvvetinin her zaman parçacığın hızına dik olduğunu belirtelim. Bu, Lorentz kuvvetinin yaptığı işin her zaman sıfır olduğu anlamına gelir; buradan, mutlak değer Parçacığın hareket hızı ve dolayısıyla parçacığın enerjisi, hareket sırasında sabit kalır. Parçacık hızı u değişmediğinden Lorentz kuvvetinin büyüklüğü

sabit kalır. Hareket yönüne dik olan bu kuvvet merkezcil bir kuvvettir. Ancak sabit bir merkezcil kuvvetin etkisi altındaki hareket, bir daire içindeki harekettir. Bu dairenin yarıçapı r koşulla belirlenir

Elektron enerjisi eV cinsinden ifade edilirse ve U'ya eşitse, o zaman

(3.6)

ve bu nedenle

Yüklü parçacıkların manyetik alandaki dairesel hareketi önemli özellik: Bir parçacığın bir daire içindeki tam dönüş süresi (hareket süresi) parçacığın enerjisine bağlı değildir. Aslında devrim dönemi eşittir

Burada r yerine formül (3.6)'ya göre ifadesini yerine koyarsak, şunu elde ederiz:

(3.7)

Frekans eşit çıkıyor

İçin bu türden Parçacıkların hem periyodu hem de frekansı yalnızca manyetik alan indüksiyonuna bağlıdır.

Yukarıda başlangıç ​​hızının yönünün manyetik alanın yönüne dik olduğunu varsaydık. Bu durumda hareketin nasıl bir karaktere sahip olacağını hayal etmek zor değil. başlangıç ​​hızı Parçacıklar alanın yönü ile belirli bir açı yapar.
Bu durumda hızı, biri alana paralel, diğeri alana dik olan iki bileşene ayırmak uygundur. Lorentz kuvveti parçacığa etki eder ve parçacık alana dik bir düzlemde uzanan bir daire içinde hareket eder. Ut bileşeni, alana paralel hareket ederken Lorentz kuvveti sıfır olduğundan ek kuvvetin ortaya çıkmasına neden olmaz. Bu nedenle, parçacık alan yönünde ataletle düzgün bir hızla hareket eder.

Her iki hareketin de eklenmesi sonucunda parçacık silindirik bir spiral boyunca hareket edecektir.

Bu spiralin vida adımı eşittir

(3.7) ifadesini T yerine koyarsak:

Hall etkisi, bir iletken yerleştirildiğinde enine potansiyel farkının (Hall voltajı olarak da adlandırılır) ortaya çıkması olgusudur. DC manyetik bir alana girer. 1879'da Edwin Hall tarafından ince altın levhalar halinde keşfedildi. Özellikler

En basit haliyle Hall etkisi şuna benzer. Gerilimin etkisi altında zayıf bir manyetik alanda bir metal çubuktan elektrik akımının akmasına izin verin. Manyetik alan, yük taşıyıcılarının (özellikle elektronların) elektrik alanı boyunca veya ona karşı hareketlerini ışının yüzlerinden birine doğru saptıracaktır. Bu durumda küçüklük kriteri, elektronun sikloid boyunca hareket etmeye başlamaması koşulu olacaktır.

Böylece Lorentz kuvveti birikime yol açacaktır. negatif yükçubuğun bir kenarına yakın ve pozitif - karşı tarafa yakın. Yük birikimi, ortaya çıkan elektrik yük alanı Lorentz kuvvetinin manyetik bileşenini telafi edene kadar devam edecektir:

Elektronların hızı akım yoğunluğu cinsinden ifade edilebilir:

yük taşıyıcılarının konsantrasyonu nerede. Daha sonra

ve arasındaki orantı katsayısına denir. katsayı(veya devamlı) Salon. Bu yaklaşımda, Hall sabitinin işareti yük taşıyıcılarının işaretine bağlıdır, bu da çok sayıda metal için türlerinin belirlenmesini mümkün kılar. Bazı metaller için (örneğin kurşun, çinko, demir, kobalt, tungsten), güçlü alanlar gözlemlendi olumlu işaret Yarı klasikte açıklanan ve kuantum teorileri sağlam vücut.

Elektromanyetik indüksiyon - değiştirirken kapalı bir devrede elektrik akımının ortaya çıkması olgusu manyetik akı, içinden geçiyor.

Elektromanyetik indüksiyon Michael Faraday tarafından 29 Ağustos'ta keşfedildi. kaynak belirtilmedi 111 gün] 1831. Kapalı bir iletken devrede ortaya çıkan elektromotor kuvvetin, bu devrenin sınırladığı yüzey boyunca manyetik akının değişim hızıyla orantılı olduğunu keşfetti. Elektromotor kuvvetin (EMF) büyüklüğü, akı değişikliğine neyin sebep olduğuna bağlı değildir - manyetik alanın kendisinde bir değişiklik veya devrenin (veya bir kısmının) manyetik alan içindeki hareketi. Elektrik Bu EMF'nin neden olduğu akıma indüklenen akım denir.



Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınla ​​paylaş!