December 03 2016 02:28:25
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Сила Лоренца
Электродинамика

Известно, что на каждый элемент тока img0499 в магнитном поле действует сила Ампера:

                         img0500.                       (9.9)

Если поместить в магнитное поле проводник без тока, то никакой силы мы не обнаружим. Это означает, что магнитное поле «не чувствует» неподвижные заряды. Но стоит им придти в направленное движение, в проводнике появляется ток и на проводник начинает действовать сила (9.9). Можно предположить, что магнитное поле действует на каждый отдельный носитель заряда, направленно движущийся в проводнике, а сила Ампера — интегральный результат сложения всех этих сил. Тогда силу, действующую в магнитном поле на движущийся заряд, можно вычислить, разделив силу Ампера на число носителей заряда dN, движущихся со скоростью img0501 на элементе проводника dl:

img0502.

Здесь dN = n×S×dl — число носителей заряда. Вспомнив, что I = i×S, а плотность тока i = n×q×Vн, представим (9.8) в таком виде:

                    img0503.                  (9.10)

По определению, вектор img0504 совпадает по направлению с векторами плотности тока img0505 и скорости направленного движения img0506. Поэтому (9.10) можно переписать ещё и так:

img0507.

Теперь, разделив эту силу на число носителей заряда dN, получим силу Лоренца — силу, действующую на заряд q, движущийся со скоростью img0508 в магнитном поле img0509:

                    img0510.                       (9.11)

Сила Лоренца пропорциональна заряду движущейся частицы q, её скорости Vн и величине индукции магнитного поля B. Кроме того, эта сила зависит от угла a между векторами img0511 и img0512 (рис. 9.2.):

FЛ = qVнBsina.


Рис. 9.2.

В любом случае сила Лоренца перпендикулярна и вектору img0513 и скорости движения частицы img0514. Последний результат представляет особый интерес. Если img0515 ^ img0516, то работа такой силы всегда равна нулю:

img0517=0.

Здесь b = img0518 — угол между векторами img0519 и img0520; следовательно, cosb = 0 и работа img0521 = 0. Это тот случай, когда есть сила, есть перемещение точки её приложения, но работа отсутствует, благодаря особой взаимной ориентации этих двух векторов. Действие такой силы не может привести к изменению величины скорости частицы и её кинетической энергии. Действительно, согласно теореме о кинетической энергии, её изменение равно работе силы:

deкин = dA.

Но если работа не производится, то и кинетическая энергия не меняется. Неизменность кинетической энергии означает постоянство скорости частицы.

Если заряженная частица движется со скоростью img0522 одновременно в двух полях: и в магнитном и в электростатическом, то сила, действующая на неё — сила Лоренца — будет в этом случае складываться из двух сил (опять принцип суперпозиции — теперь сил!):

               img0523.             (9.12)

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 4,190,003 уникальных посетителей