MUHTASARI
Katika mada "Fizikia"
Mada: "Matumizi ya Nguvu ya Lorentz"
Ilikamilishwa na: Mwanafunzi wa kikundi T-10915 Logunova M.V.
Mwalimu Vorontsov B.S.
Kurgan 2016
Utangulizi. 3
1. Matumizi ya nguvu ya Lorentz. 4
.. 4
1. 2 Misa spectrometry. 6
1. 3 MHD jenereta. 7
1. 4 Cyclotron. 8
Hitimisho. kumi na moja
Orodha ya fasihi iliyotumika... 13
Utangulizi
Nguvu ya Lorentz- nguvu ambayo uwanja wa umeme, kulingana na electrodynamics ya classical (yasiyo ya quantum), hufanya juu ya chembe iliyoshtakiwa. Wakati mwingine nguvu ya Lorentz inaitwa nguvu inayofanya kazi kwenye kitu kinachotembea kwa kasi υ malipo q tu kutoka nje shamba la sumaku, mara nyingi kwa nguvu kamili - kutoka upande uwanja wa sumakuumeme kwa ujumla, kwa maneno mengine, kutoka upande wa umeme E na sumaku B mashamba.
Katika Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo (SI) imeonyeshwa kama:
F L = q υ B dhambi α
Imetajwa baada ya mwanafizikia wa Uholanzi Hendrik Lorentz, ambaye alipata usemi wa nguvu hii mnamo 1892. Miaka mitatu kabla ya Lorenz, usemi sahihi ulipatikana na O. Heaviside.
Udhihirisho wa jumla wa nguvu ya Lorentz ni nguvu ya Ampere.
Kwa kutumia nguvu ya Lorentz
Athari inayoletwa na uga wa sumaku kwenye chembe zinazochajiwa zinazosonga hutumiwa sana katika teknolojia.
Matumizi kuu ya nguvu ya Lorentz (kwa usahihi zaidi, kesi yake maalum - nguvu ya Ampere) ni magari ya umeme(motors za umeme na jenereta). Nguvu ya Lorentz hutumiwa sana katika vifaa vya elektroniki ili kuathiri chembe zilizochajiwa (elektroni na wakati mwingine ioni), kwa mfano, kwenye runinga. zilizopo za cathode ray , V spectrometry ya wingi Na Jenereta za MHD.
Pia, katika mitambo ya majaribio iliyoundwa kwa ajili ya kutekeleza mmenyuko wa nyuklia unaodhibitiwa, hatua ya uwanja wa magnetic kwenye plasma hutumiwa kuipotosha kwenye kamba ambayo haigusa kuta za chumba cha kufanya kazi. Mwendo wa duara wa chembe zilizochajiwa katika uwanja wa sumaku sare na uhuru wa kipindi cha mwendo huo kutoka kwa kasi ya chembe hutumiwa katika vichapishi vya mzunguko wa chembe zinazochajiwa - cyclotron.
1. 1. Vifaa vya boriti ya elektroni
Vifaa vya boriti ya elektroni (EBDs) ni darasa la vifaa vya elektroniki vya utupu vinavyotumia mtiririko wa elektroni, kujilimbikizia kwa namna ya boriti moja au boriti ya mihimili, ambayo inadhibitiwa kwa ukubwa (sasa) na nafasi katika nafasi, na kuingiliana na. lengo la anga la stationary (skrini) ya kifaa. Upeo kuu wa matumizi ya ELP ni ubadilishaji wa taarifa za macho katika ishara za umeme na ubadilishaji kinyume ishara ya umeme ndani ya ishara ya macho - kwa mfano, kwenye picha inayoonekana ya televisheni.
Darasa la vifaa vya cathode-ray halijumuishi mirija ya X-ray, seli za picha, viboreshaji picha, vifaa vya kutokwa na gesi (dekatroni) na kupokea na kukuza mirija ya elektroni (tetrodi za boriti, viashiria vya utupu wa umeme, taa zilizo na chafu ya pili, nk.) aina ya boriti ya mikondo.
Kifaa cha boriti ya elektroni kina angalau sehemu tatu kuu:
· Mwangaza wa kielektroniki (bunduki) huunda boriti ya elektroni (au miale ya miale, kwa mfano, mihimili mitatu kwenye bomba la picha ya rangi) na kudhibiti ukali wake (sasa);
· Mfumo wa kupotoka hudhibiti nafasi ya anga ya boriti (mkengeuko wake kutoka kwa mhimili wa mwangaza);
· Lengo (skrini) la ELP inayopokea hubadilisha nishati ya boriti kuwa mtiririko wa mwanga wa picha inayoonekana; lengo la kutuma au kuhifadhi ELP hukusanya unafuu unaowezekana wa anga, kusomwa na boriti ya elektroni inayochanganua.
| Mchele. Kifaa 1 cha CRT |
Kanuni za jumla vifaa.
Utupu wa kina huundwa kwenye silinda ya CRT. Ili kuunda boriti ya elektroni, kifaa kinachoitwa bunduki ya elektroni hutumiwa. Cathode, inapokanzwa na filament, hutoa elektroni. Kwa kubadilisha voltage kwenye electrode ya kudhibiti (modulator), unaweza kubadilisha ukubwa wa boriti ya elektroni na, ipasavyo, mwangaza wa picha. Baada ya kuacha bunduki, elektroni huharakishwa na anode. Ifuatayo, boriti hupitia mfumo wa kupotoka, ambao unaweza kubadilisha mwelekeo wa boriti. CRT za runinga hutumia mfumo wa kukengeusha sumaku kwani hutoa pembe kubwa za kukengeusha. CRT za oscillographic hutumia mfumo wa kukengeusha kielektroniki kwani hutoa utendakazi mkubwa zaidi. Boriti ya elektroni hupiga skrini iliyofunikwa na fosforasi. Ikidumishwa na elektroni, fosforasi inang'aa na sehemu inayosonga kwa kasi ya mwangaza unaobadilika hutengeneza picha kwenye skrini.
1. 2 Misa spectrometry
| Mchele. 2 |
Nguvu ya Lorentz pia hutumiwa katika ala zinazoitwa spectrographs za wingi, ambazo zimeundwa kutenganisha chembe zilizochajiwa kulingana na chaji zao mahususi.
Wingi spectrometry(uchunguzi wa wingi, taswira ya wingi, uchanganuzi wa taswira ya wingi, uchanganuzi wa taswira ya wingi) - njia ya kusoma dutu kulingana na kuamua uwiano wa wingi wa malipo wa ioni unaoundwa na ionization ya vipengele vya sampuli vya riba. Mojawapo ya njia zenye nguvu zaidi za kitambulisho cha ubora wa dutu, ambayo pia inaruhusu uamuzi wa kiasi. Tunaweza kusema kwamba spectrometry ya molekuli ni "uzani" wa molekuli katika sampuli.
Mchoro wa spectrograph rahisi zaidi ya molekuli umeonyeshwa kwenye Mchoro 2.
Katika chumba cha 1, ambacho hewa imehamishwa, kuna chanzo cha ion 3. Chumba kinawekwa kwenye uwanja wa magnetic sare, katika kila hatua ambayo induction B⃗ B→ ni perpendicular kwa ndege ya kuchora na kuelekezwa kuelekea. sisi (katika Mchoro 1 uwanja huu unaonyeshwa na miduara). Voltage ya kuharakisha hutumiwa kati ya electrodes A na B, chini ya ushawishi ambao ions zinazotolewa kutoka kwa chanzo huharakishwa na kwa kasi fulani huingia kwenye uwanja wa magnetic perpendicular kwa mistari ya induction. Kusonga kwenye uwanja wa sumaku kando ya arc ya mviringo, ions huanguka kwenye sahani ya picha 2, ambayo inafanya uwezekano wa kuamua radius R ya arc hii. Kujua induction ya shamba la sumaku B na kasi υ ya ions, kulingana na formula
malipo maalum ya ions yanaweza kuamua. Na ikiwa malipo ya ion yanajulikana, wingi wake unaweza kuhesabiwa.
Historia ya spectrometry inaanzia kwenye majaribio ya semina ya J. J. Thomson mwanzoni mwa karne ya 20. Mwisho "-metry" kwa jina la njia ilionekana baada ya mabadiliko ya kuenea kutoka kwa kuchunguza chembe za kushtakiwa kwa kutumia sahani za picha kwa vipimo vya umeme vya mikondo ya ion.
Utambuzi wa wingi hutumika sana katika uchanganuzi wa vitu vya kikaboni, kwani hutoa utambulisho wa ujasiri wa molekuli rahisi na ngumu. Kitu pekee mahitaji ya jumla- ili molekuli inaweza kuwa ionized. Hata hivyo, kwa sasa imevumbuliwa
Kuna njia nyingi za kuainisha vijenzi vya sampuli hivi kwamba spectrometry ya wingi inaweza kuchukuliwa kuwa njia inayojumuisha karibu yote.
1. 3 MHD jenereta
Jenereta ya Magnetohydrodynamic, jenereta ya MHD ni mmea wa nguvu ambao nishati ya maji ya kufanya kazi (kioevu au gesi ya umeme inayoendesha kati) inayotembea kwenye uwanja wa sumaku inabadilishwa moja kwa moja kuwa nishati ya umeme.
Kanuni ya uendeshaji wa jenereta ya MHD, kama jenereta ya mashine ya kawaida, inategemea jambo hilo. induction ya sumakuumeme, yaani, juu ya tukio la sasa katika kondakta kuvuka mistari ya shamba la magnetic. Tofauti na jenereta za mashine, kondakta katika jenereta ya MHD ni maji ya kazi yenyewe.
Maji ya kufanya kazi husogea kwenye uwanja wa sumaku, na chini ya ushawishi wa uwanja wa sumaku, mtiririko ulioelekezwa kinyume wa wabebaji wa malipo ya ishara tofauti huibuka.
Nguvu ya Lorentz hufanya kazi kwenye chembe iliyochajiwa.
Vyombo vya habari vifuatavyo vinaweza kutumika kama giligili ya kufanya kazi ya jenereta ya MHD:
· elektroliti;
· metali za kioevu;
· plasma (gesi ionized).
Jenereta za kwanza za MHD zilitumia vimiminiko vinavyopitisha umeme (electrolytes) kama giligili inayofanya kazi. Hivi sasa, plasma hutumiwa ambayo flygbolag za malipo ni hasa elektroni za bure na ions chanya. Chini ya ushawishi wa shamba la magnetic, flygbolag za malipo hutoka kwenye trajectory ambayo gesi ingetembea kwa kutokuwepo kwa shamba. Katika kesi hii, uwanja wa Ukumbi unaweza kutokea katika uwanja wenye nguvu wa sumaku (tazama Athari ya Ukumbi) - uwanja wa umeme, inayoundwa kama matokeo ya migongano na uhamishaji wa chembe zilizochajiwa kwenye ndege iliyo sawa na uwanja wa sumaku.
1. 4 Cyclotron
Cyclotroni ni kasi ya mzunguko wa resonant ya chembe zisizo za relativistic zenye kushtakiwa nzito (protoni, ions), ambayo chembe huhamia kwenye uwanja wa magnetic wa mara kwa mara na sare, na uwanja wa umeme wa mzunguko wa juu wa mzunguko wa mara kwa mara hutumiwa kuharakisha yao.
Mchoro wa mzunguko wa cyclotron umeonyeshwa kwenye Mchoro 3. Chembe za kushtakiwa nzito (protoni, ions) huingia kwenye chumba kutoka kwa sindano karibu na katikati ya chumba na huharakishwa na uwanja unaobadilishana wa mzunguko uliowekwa unaotumiwa kwa electrodes ya kuongeza kasi (kuna mbili kati yao na huitwa dees). Chembe zilizo na malipo Ze na molekuli m husogea kwenye uwanja wa sumaku wa mara kwa mara wa kiwango cha B, kinachoelekezwa kwa ndege ya mwendo wa chembe, katika ond ya kufuta. Radi ya R ya trajectory ya chembe yenye kasi v huamuliwa na fomula
ambapo γ = -1/2 ni kipengele cha relativistic.
Katika saiklotroni, kwa chembe isiyohusiana (γ ≈ 1) katika uwanja wa sumaku wa mara kwa mara na sare, radius ya obiti inalingana na kasi (1), na mzunguko wa chembe isiyohusiana (mzunguko wa cyclotron hautegemei nishati ya chembe
| E = mv 2 /2 = (Ze) 2 B 2 R 2 /(2m) (3) |
Katika pengo kati ya dees, chembe huharakishwa na shamba la umeme la pulsed (hakuna shamba la umeme ndani ya mashimo ya chuma). Matokeo yake, nishati na radius ya obiti huongezeka. Kwa kurudia kuongeza kasi na uwanja wa umeme katika kila mapinduzi, nishati na radius ya obiti huletwa kwa kiwango cha juu. maadili yanayokubalika. Katika kesi hii, chembe hupata kasi v = ZeBR/m na nishati inayolingana:
Katika zamu ya mwisho ya ond, uwanja wa umeme unaogeuka huwashwa, na kusababisha boriti nje. Uthabiti wa uwanja wa sumaku na mzunguko wa uwanja unaoongeza kasi hufanya kuongeza kasi iwezekanavyo. Wakati chembe fulani zinasonga kwenye zamu za nje za ond, zingine ziko katikati ya njia, na zingine zinaanza kusonga mbele.
Ubaya wa cyclotron ni kizuizi cha nguvu zisizo za uhusiano za chembe, kwani hata marekebisho sio makubwa sana ya uhusiano (mkengeuko wa γ kutoka kwa umoja) huvuruga usawazishaji wa kuongeza kasi kwa zamu tofauti na chembe zilizo na nguvu zilizoongezeka sana hazina tena wakati wa kufanya hivyo. kuishia kwenye pengo kati ya dees katika awamu ya uwanja wa umeme unaohitajika kwa kuongeza kasi. Katika cyclotrons za kawaida, protoni zinaweza kuharakishwa hadi 20-25 MeV.
Ili kuharakisha chembe nzito katika hali ya ond kujifungua kwa nguvu makumi ya mara zaidi (hadi 1000 MeV), marekebisho ya kimbunga inayoitwa. isokrononi(relativistic) cyclotron, pamoja na phasotron. Katika cyclotron za isochronous, athari za relativistic hulipwa na ongezeko la radial katika uwanja wa magnetic.
Hitimisho
Maandishi yaliyofichwa
Hitimisho lililoandikwa (la msingi zaidi kwa vifungu vyote vya sehemu ya kwanza - kanuni za operesheni, ufafanuzi)
Orodha ya fasihi iliyotumika
1. Wikipedia [Nyenzo ya kielektroniki]: Nguvu ya Lorentz. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorentz_Force
2. Wikipedia [Nyenzo ya kielektroniki]: Jenereta ya Magnetohydrodynamic. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Magnetohydrodynamic_generator
3. Wikipedia [Nyenzo ya kielektroniki]: Vifaa vya boriti ya elektroni. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Electron-beam_devices
4. Wikipedia [Nyenzo ya kielektroniki]: Misa spectrometry. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Mass spectrometry
5. Fizikia ya nyuklia kwenye Mtandao [Nyenzo ya kielektroniki]: Cyclotron. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm
6. Kitabu cha kiada cha kielektroniki cha fizikia [Nyenzo ya kielektroniki]: T. Maombi ya kikosi cha Lorentz // URL: http://www.physbook.ru/index.php/ T. Maombi ya kikosi cha Lorentz
7. Mwanachuo [Nyenzo ya kielektroniki]: Jenereta ya Magnetohydrodynamic // URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC
©2015-2019 tovuti
Haki zote ni za waandishi wao. Tovuti hii haidai uandishi, lakini hutoa matumizi bila malipo.
Tarehe ya kuundwa kwa ukurasa: 2017-03-31
Pamoja na nguvu ya Ampere, mwingiliano wa Coulomb, na uwanja wa sumakuumeme, dhana ya nguvu ya Lorentz mara nyingi hupatikana katika fizikia. Jambo hili ni moja wapo ya msingi katika uhandisi wa umeme na umeme, pamoja na, na wengine. Inathiri chaji zinazohamia kwenye uwanja wa sumaku. Katika makala hii tutachunguza kwa ufupi na kwa uwazi nguvu ya Lorentz ni nini na inatumika wapi.
Ufafanuzi
Wakati elektroni zinasonga kando ya kondakta, uwanja wa sumaku huonekana karibu nayo. Wakati huo huo, ikiwa utaweka kondakta katika uwanja wa magnetic transverse na kuisonga, emf ya induction ya umeme itatokea. Ikiwa sasa inapita kupitia conductor iko kwenye uwanja wa magnetic, nguvu ya Ampere hufanya juu yake.
Thamani yake inategemea mtiririko wa sasa, urefu wa kondakta, ukubwa wa vector ya induction ya sumaku na sine ya pembe kati ya mistari ya shamba la sumaku na kondakta. Inahesabiwa kwa kutumia formula:
Nguvu inayozingatiwa ni sawa na ile iliyojadiliwa hapo juu, lakini haifanyi kazi kwa kondakta, lakini kwa chembe inayosonga ya chaji kwenye uwanja wa sumaku. Fomula inaonekana kama hii:
Muhimu! Nguvu ya Lorentz (Fl) hufanya juu ya elektroni inayohamia kwenye uwanja wa magnetic, na kwa conductor - Ampere.
Kutoka kwa fomula mbili ni wazi kwamba katika kesi zote za kwanza na za pili, karibu na sine ya alpha ya angle ni digrii 90, athari kubwa zaidi kwa kondakta au malipo na Fa au Fl, kwa mtiririko huo.
Kwa hivyo, nguvu ya Lorentz haiashirii mabadiliko ya kasi, lakini athari ya uwanja wa sumaku kwenye elektroni iliyoshtakiwa au ioni chanya. Inapofunuliwa kwao, Fl haifanyi kazi yoyote. Ipasavyo, ni mwelekeo wa kasi ya chembe iliyoshtakiwa ambayo inabadilika, na sio ukubwa wake.
Kama kitengo cha kipimo cha nguvu ya Lorentz, kama ilivyo kwa nguvu zingine katika fizikia, idadi kama hiyo Newton hutumiwa. Vipengele vyake:
Nguvu ya Lorentz inaelekezwa vipi?
Kuamua mwelekeo wa nguvu ya Lorentz, kama ilivyo kwa nguvu ya Ampere, sheria ya mkono wa kushoto inafanya kazi. Hii ina maana, ili kuelewa ambapo thamani ya Fl inaelekezwa, unahitaji kufungua kitende cha mkono wako wa kushoto ili mistari ya induction ya magnetic iingie mkono wako, na vidole vinne vilivyopanuliwa vinaonyesha mwelekeo wa vector ya kasi. Kisha kidole gumba, kilichoinama kwa pembe ya kulia kwa kiganja, kinaonyesha mwelekeo wa nguvu ya Lorentz. Katika picha hapa chini unaweza kuona jinsi ya kuamua mwelekeo.
Makini! Mwelekeo wa hatua ya Lorentz ni perpendicular kwa mwendo wa chembe na mistari ya induction ya magnetic.
Katika kesi hii, kuwa sahihi zaidi, kwa chembe chaji chanya na hasi mwelekeo wa mambo ya vidole vinne vilivyofunuliwa. Sheria ya mkono wa kushoto iliyoelezwa hapo juu imeundwa kwa chembe chanya. Ikiwa ni kushtakiwa vibaya, basi mistari ya induction ya magnetic inapaswa kuelekezwa si kwa mitende ya wazi, lakini kuelekea nyuma yake, na mwelekeo wa vector Fl itakuwa kinyume chake.
Sasa tutasema kwa maneno rahisi, jambo hili linatupa nini na ina athari gani halisi kwa malipo. Hebu tuchukue kwamba elektroni huenda kwenye ndege perpendicular kwa mwelekeo wa mistari ya induction ya magnetic. Tayari tumetaja kuwa Fl haiathiri kasi, lakini inabadilisha tu mwelekeo wa mwendo wa chembe. Kisha nguvu ya Lorentz itakuwa na athari ya centripetal. Hii inaonekana katika takwimu hapa chini.
Maombi
Kati ya maeneo yote ambapo nguvu ya Lorentz inatumiwa, mojawapo ya makubwa zaidi ni mwendo wa chembe katika uwanja wa sumaku wa dunia. Ikiwa tunazingatia sayari yetu kama sumaku kubwa, basi chembe ambazo ziko karibu na miti ya kaskazini ya sumaku husogea kwa kasi ya ond. Matokeo yake, hugongana na atomi kutoka tabaka za juu angahewa, na tunaona taa za kaskazini.
Hata hivyo, kuna matukio mengine ambapo jambo hili linatumika. Kwa mfano:
- Cathode ray zilizopo. Katika mifumo yao ya kupotoka kwa sumakuumeme. CRTs zimetumika kwa zaidi ya miaka 50 mfululizo vifaa mbalimbali, kuanzia oscilloscope rahisi hadi televisheni fomu tofauti na ukubwa. Inashangaza kwamba linapokuja suala la uzazi wa rangi na kufanya kazi na graphics, baadhi bado hutumia wachunguzi wa CRT.
- Mashine za umeme - jenereta na motors. Ingawa nguvu ya Ampere ina uwezekano mkubwa wa kuchukua hatua hapa. Lakini idadi hii inaweza kuchukuliwa kuwa karibu. Walakini, hizi ni vifaa ngumu wakati wa operesheni ambayo ushawishi wa matukio mengi ya mwili huzingatiwa.
- Katika accelerators ya chembe kushtakiwa ili kuweka obiti zao na maelekezo.
Hitimisho
Hebu tufanye muhtasari na muhtasari wa mambo manne makuu ya makala hii kwa lugha rahisi:
- Nguvu ya Lorentz hufanya kazi kwenye chembe zilizochajiwa ambazo husogea kwenye uwanja wa sumaku. Hii inafuatia kutoka kwa formula ya msingi.
- Inalingana moja kwa moja na kasi ya chembe iliyoshtakiwa na induction ya sumaku.
- Haiathiri kasi ya chembe.
- Huathiri mwelekeo wa chembe.
Jukumu lake ni kubwa kabisa katika maeneo ya "umeme". Mtaalamu haipaswi kupoteza maelezo ya msingi ya kinadharia kuhusu sheria za kimsingi za kimwili. Ujuzi huu utakuwa muhimu, na pia kwa wale wanaohusika katika kazi ya kisayansi, kubuni na tu kwa maendeleo ya jumla.
Sasa unajua nguvu ya Lorentz ni nini, ni sawa na jinsi inavyofanya kazi kwenye chembe zilizoshtakiwa. Ikiwa una maswali yoyote, waulize katika maoni chini ya makala!
Nyenzo
Kuibuka kwa nguvu inayofanya kazi malipo ya umeme, kusonga katika uwanja wa nje wa sumakuumeme
Uhuishaji
Maelezo
Nguvu ya Lorentz ni nguvu inayofanya kazi kwenye chembe iliyochajiwa inayosonga katika uwanja wa nje wa sumakuumeme.
Fomula ya kikosi cha Lorentz (F) ilipatikana kwanza kwa kujumlisha ukweli wa majaribio wa H.A. Lorentz mnamo 1892 na kuwasilishwa katika kazi "Nadharia ya Umeme ya Maxwell na Matumizi Yake kwa Miili Inayosogea." Inaonekana kama:
F = qE + q, (1)
ambapo q ni chembe iliyochajiwa;
E - nguvu ya shamba la umeme;
B ni vector ya induction magnetic, huru na ukubwa wa malipo na kasi ya harakati zake;
V ni vekta ya kasi ya chembe iliyoshtakiwa inayohusiana na mfumo wa kuratibu ambao maadili ya F na B yanahesabiwa.
Muhula wa kwanza upande wa kulia wa equation (1) ni nguvu inayotenda kwenye chembe iliyochajiwa katika uwanja wa umeme F E =qE, neno la pili ni nguvu inayofanya kazi katika uwanja wa sumaku:
F m = q. (2)
Mfumo (1) ni wa wote. Ni halali kwa sehemu za nguvu zinazobadilika na zisizobadilika, na vile vile kwa maadili yoyote ya kasi ya chembe iliyoshtakiwa. Ni uhusiano muhimu wa electrodynamics, kwani inatuwezesha kuunganisha milinganyo ya uwanja wa sumakuumeme na milinganyo ya mwendo wa chembe za kushtakiwa.
Katika ukadiriaji usio na uhusiano, nguvu F, kama nguvu nyingine yoyote, haitegemei uchaguzi wa fremu ya marejeleo ya inertial. Wakati huo huo, sehemu ya magnetic ya nguvu ya Lorentz F m inabadilika wakati wa kusonga kutoka kwa mfumo mmoja wa kumbukumbu hadi mwingine kutokana na mabadiliko ya kasi, hivyo sehemu ya umeme F E pia itabadilika. Katika suala hili, kugawanya nguvu F katika magnetic na umeme ni mantiki tu kwa dalili ya mfumo wa kumbukumbu.
Katika fomu ya scalar, usemi (2) unaonekana kama:
Fm = qVBsina, (3)
ambapo a ni pembe kati ya kasi na vekta za induction za sumaku.
Kwa hivyo, sehemu ya sumaku ya nguvu ya Lorentz ni ya juu zaidi ikiwa mwelekeo wa mwendo wa chembe ni sawa na uwanja wa sumaku (a = p / 2), na ni sawa na sifuri ikiwa chembe inasonga kwenye mwelekeo wa shamba B (a. =0).
Nguvu ya magnetic F m ni sawia na bidhaa ya vector, i.e. ni perpendicular kwa vector ya kasi ya chembe ya kushtakiwa na kwa hiyo haifanyi kazi kwa malipo. Hii ina maana kwamba katika uwanja wa sumaku wa mara kwa mara, chini ya ushawishi wa nguvu ya magnetic, tu trajectory ya chembe ya kushtakiwa ya kusonga ni bent, lakini nishati yake daima inabakia sawa, bila kujali jinsi chembe inavyosonga.
Mwelekeo wa nguvu ya magnetic kwa malipo mazuri imedhamiriwa kulingana na bidhaa ya vector (Mchoro 1).
Mwelekeo wa nguvu inayofanya kazi kwa malipo mazuri katika uwanja wa magnetic
Mchele. 1
Kwa malipo hasi (elektroni), nguvu ya magnetic inaelekezwa kinyume chake (Mchoro 2).
Mwelekeo wa nguvu ya Lorentz inayofanya kazi kwenye elektroni katika uwanja wa sumaku
Mchele. 2
Sehemu ya sumaku B inaelekezwa kwa msomaji perpendicular kwa kuchora. Hakuna uwanja wa umeme.
Ikiwa uwanja wa sumaku ni sare na unaelekezwa kwa kasi kwa kasi, malipo ya m ya molekuli husogea kwenye mduara. Radi ya duara R imedhamiriwa na formula:
wapi malipo maalum ya chembe.
Kipindi cha mapinduzi ya chembe (wakati wa mapinduzi moja) haitegemei kasi ikiwa kasi ya chembe ni ndogo sana kuliko kasi ya mwanga katika utupu. Vinginevyo, kipindi cha obiti cha chembe huongezeka kutokana na ongezeko la wingi wa relativistic.
Katika kesi ya chembe isiyo ya uhusiano:
wapi malipo maalum ya chembe.
Katika ombwe katika uga sare wa sumaku, ikiwa vekta ya kasi haiko sawa kwa vekta ya induction ya sumaku (a№p /2), chembe iliyochajiwa chini ya ushawishi wa nguvu ya Lorentz (sehemu yake ya sumaku) husogea kwenye mstari wa helikosi na kasi ya mara kwa mara V. Katika kesi hii, harakati yake ina harakati sare ya mstatili kando ya uwanja wa sumaku B kwa kasi na sare. harakati za mzunguko katika ndege perpendicular kwa shamba B kwa kasi (Mchoro 2).
Makadirio ya trajectory ya chembe kwenye ndege perpendicular kwa B ni mduara wa radius:
kipindi cha mapinduzi ya chembe:
Umbali h ambao chembe husafiri kwa wakati T pamoja na uwanja wa sumaku B (hatua ya trajectory ya helical) imedhamiriwa na fomula:
h = Vcos a T. (6)
Mhimili wa helix unaendana na mwelekeo wa shamba B, katikati ya duara husogea pamoja. mstari wa nguvu mashamba (Mchoro 3).
Mwendo wa chembe iliyochajiwa inayoruka ndani kwa pembeni a№p /2 katika uwanja wa sumaku B
Mchele. 3
Hakuna uwanja wa umeme.
Ikiwa uwanja wa umeme E No. 0, harakati ni ngumu zaidi.
Katika hali fulani, ikiwa vectors E na B ni sawa, wakati wa harakati sehemu ya kasi V 11, sambamba na shamba la magnetic, inabadilika, kama matokeo ya ambayo lami ya trajectory ya helical (6) inabadilika.
Katika tukio ambalo E na B haziwiani, kitovu cha mzunguko wa chembe husogea, kiitwacho drift, perpendicular kwa uga B. Mwelekeo wa drift imedhamiriwa na bidhaa ya vector na haitegemei ishara ya malipo.
Ushawishi wa uga wa sumaku kwenye chembe za kushtakiwa zinazosonga husababisha ugawaji upya wa sasa juu ya sehemu ya msalaba wa kondakta, ambayo inaonyeshwa katika matukio ya thermomagnetic na galvanomagnetic.
Athari hiyo iligunduliwa na mwanafizikia wa Uholanzi H.A. Lorenz (1853-1928).
Tabia za muda
Wakati wa kuanzishwa (logi hadi -15 hadi -15);
Maisha (logi tc kutoka 15 hadi 15);
Wakati wa uharibifu (logi td kutoka -15 hadi -15);
Wakati wa maendeleo bora (logi tk kutoka -12 hadi 3).
Mchoro:
Utekelezaji wa kiufundi wa athari
Utekelezaji wa kiufundi wa kikosi cha Lorentz
Utekelezaji wa kiufundi wa jaribio la kutazama moja kwa moja athari ya nguvu ya Lorentz kwenye chaji inayosonga kawaida ni ngumu sana, kwani chembe zinazolingana zinazoshtakiwa zina saizi ya Masi. Kwa hivyo, kutazama mwelekeo wao katika uwanja wa sumaku kunahitaji kuondoa kiasi cha kufanya kazi ili kuzuia migongano ambayo inapotosha njia. Kwa hivyo, kama sheria, mitambo kama hiyo ya maonyesho haijaundwa mahsusi. Njia rahisi zaidi ya kuonyesha hili ni kutumia kichanganuzi cha kawaida cha sumaku cha sekta ya Nier, angalia Effect 409005, hatua ambayo inategemea kabisa nguvu ya Lorentz.
Kuweka athari
Matumizi ya kawaida katika teknolojia ni sensor ya Ukumbi, inayotumika sana katika teknolojia ya kipimo.
Sahani ya chuma au semiconductor imewekwa kwenye uwanja wa sumaku B. Wakati wa kupita ndani yake mkondo wa umeme msongamano j katika mwelekeo unaoendana na uga wa sumaku, sehemu ya umeme inayopitika inatokea kwenye bati, ukubwa ambao E ni sawa na vekta j na B. Kulingana na data ya kipimo, B hupatikana.
Athari hii inaelezewa na hatua ya nguvu ya Lorentz kwenye malipo ya kusonga.
Magnetometers ya Galvanomagnetic. Vipimo vya kupima wingi. Viongeza kasi vya chembe zilizochajiwa. Jenereta za Magnetohydrodynamic.
Fasihi
1. Sivukhin D.V. Kozi ya jumla ya fizikia - M.: Nauka, 1977. - T.3. Umeme.
2. Kamusi ya encyclopedic ya kimwili - M., 1983.
3. Detlaf A.A., Yavorsky B.M. Kozi ya Fizikia.- M.: shule ya kuhitimu, 1989.
Maneno muhimu
- malipo ya umeme
- induction ya sumaku
- shamba la sumaku
- nguvu ya uwanja wa umeme
- Nguvu ya Lorentz
- kasi ya chembe
- radius ya mduara
- kipindi cha mzunguko
- lami ya njia ya helical
- elektroni
- protoni
- positron
Sehemu za sayansi ya asili:
Athari inayoletwa na uga wa sumaku kwenye chembe zinazochajiwa zinazosonga hutumiwa sana katika teknolojia.
Kwa mfano, upungufu wa boriti ya elektroni kwenye zilizopo za picha za TV hufanyika kwa kutumia shamba la magnetic, ambalo linaundwa na coils maalum. Idadi ya vifaa vya kielektroniki hutumia uga wa sumaku kulenga mihimili ya chembe zinazochajiwa.
Katika mitambo ya majaribio iliyoundwa kwa ajili ya kutekeleza mmenyuko wa nyuklia unaodhibitiwa, hatua ya uwanja wa magnetic kwenye plasma hutumiwa kuipotosha kwenye kamba ambayo haigusa kuta za chumba cha kazi. Mwendo wa duara wa chembe zilizochajiwa katika uwanja wa sumaku sare na uhuru wa kipindi cha mwendo huo kutoka kwa kasi ya chembe hutumiwa katika vichapishi vya mzunguko wa chembe zinazochajiwa - cyclotron.
Nguvu ya Lorentz pia hutumiwa katika vifaa vinavyoitwa spectrographs wingi, ambazo zimeundwa kutenganisha chembe zilizochajiwa kulingana na malipo yao mahususi.
Mchoro wa spectrograph rahisi zaidi ya molekuli umeonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Katika chumba cha 1, ambacho hewa imepigwa nje, kuna chanzo cha ion 3. Chumba kinawekwa kwenye uwanja wa magnetic sare, katika kila hatua ambayo induction \ (~\vec B\) ni perpendicular kwa ndege ya kuchora na kuelekezwa kwetu (katika Mchoro 1 uwanja huu unaonyeshwa na miduara) . Voltage ya kuharakisha hutumiwa kati ya elektroni A na B, chini ya ushawishi ambao ions zinazotolewa kutoka kwa chanzo huharakishwa na kwa kasi fulani huingia kwenye uwanja wa sumaku perpendicular kwa mistari ya induction. Kusonga kwenye uwanja wa sumaku kwenye safu ya mviringo, ions huanguka kwenye sahani ya picha 2, ambayo inafanya uwezekano wa kuamua radius. R safu hii. Kujua induction ya shamba la sumaku KATIKA na kasi υ ions, kulingana na formula
\(~\frac q m = \frac (v)(RB)\)
malipo maalum ya ions yanaweza kuamua. Na ikiwa malipo ya ion yanajulikana, wingi wake unaweza kuhesabiwa.
Fasihi
Aksenovich L. A. Fizikia katika sekondari: Nadharia. Kazi. Mitihani: Kitabu cha maandishi. posho kwa taasisi zinazotoa elimu ya jumla. mazingira, elimu / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Mh. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P. 328.
Kwa nini historia inatia ndani baadhi ya wanasayansi kwenye kurasa zake kwa herufi za dhahabu, huku nyingine zikifutwa bila kuwaeleza? Kila mtu anayekuja kwa sayansi analazimika kuacha alama yake juu yake. Ni kwa ukubwa na kina cha ufuatiliaji huu ambao historia inahukumu. Kwa hivyo, Ampere na Lorentz walitoa mchango mkubwa sana katika ukuzaji wa fizikia, ambayo ilifanya iwezekane sio kukuza tu. nadharia za kisayansi, lakini imepokea muhimu thamani ya vitendo. Telegraph ilitokeaje? sumaku-umeme ni nini? Somo la leo litajibu maswali haya yote.
Kwa sayansi, maarifa yaliyopatikana ni ya thamani kubwa, ambayo inaweza kupata yake baadaye matumizi ya vitendo. Ugunduzi mpya sio tu kupanua upeo wa utafiti, lakini pia huibua maswali na matatizo mapya.
Wacha tuangazie kuu Ugunduzi wa Ampere katika uwanja wa sumaku-umeme.
Kwanza, haya ni mwingiliano wa waendeshaji na wa sasa. Waendeshaji wawili wa sambamba na mikondo wanavutiwa kwa kila mmoja ikiwa mikondo ndani yao iko katika mwelekeo mmoja, na kukataa ikiwa mikondo ndani yao iko kinyume (Mchoro 1).
Mchele. 1. Waendeshaji wa sasa wa kubeba
Sheria ya Ampere inasoma:
Nguvu ya mwingiliano kati ya waendeshaji wawili wanaofanana ni sawia na bidhaa ya mikondo katika waendeshaji, sawia na urefu wa waendeshaji hawa na inversely sawia na umbali kati yao.
Nguvu ya mwingiliano kati ya kondakta mbili zinazofanana,
ukubwa wa mikondo katika kondakta,
- urefu wa kondakta,
Umbali kati ya makondakta,
Magnetic mara kwa mara.
Ugunduzi wa sheria hii ulifanya iwezekane kuanzisha katika vitengo vya kipimo thamani ya sasa ambayo haikuwepo kabla ya wakati huo. Kwa hivyo, ikiwa tutaendelea kutoka kwa ufafanuzi wa nguvu ya sasa kama uwiano wa kiasi cha malipo yaliyohamishwa kupitia sehemu ya msalaba kondakta kwa muda wa kitengo, basi tunapata kiasi kikubwa kisichoweza kupimika, yaani kiasi cha malipo kinachohamishwa kupitia sehemu ya msalaba wa kondakta. Kulingana na ufafanuzi huu, hatutaweza kuanzisha kitengo cha sasa. Sheria ya Ampere inaruhusu sisi kuanzisha uhusiano kati ya ukubwa wa sasa katika waendeshaji na kiasi ambacho kinaweza kupimwa kwa majaribio: nguvu ya mitambo na umbali. Kwa hivyo, inawezekana kuanzisha kuzingatia kitengo cha sasa - 1 A (1 ampere).
Ampea moja ya sasa - hii ni sasa ambayo waendeshaji wawili wa homogeneous sambamba iko kwenye utupu kwa umbali wa mita moja kutoka kwa kila mmoja huingiliana na nguvu ya Newton.
Sheria ya mwingiliano wa mikondo - conductors mbili sambamba katika utupu, ambayo kipenyo ni nyingi umbali mdogo kati yao, kuingiliana na nguvu moja kwa moja sawia na bidhaa ya mikondo katika conductors hizi na inversely sawia na umbali kati yao.
Ugunduzi mwingine wa Ampere ni sheria ya hatua ya shamba la magnetic kwenye kondakta wa sasa. Inaonyeshwa hasa katika hatua ya shamba la magnetic kwenye coil au sura yenye sasa. Kwa hiyo, coil yenye sasa katika uwanja wa magnetic inafanywa kwa muda wa nguvu, ambayo huwa na mzunguko wa coil hii ili ndege yake inakuwa perpendicular kwa mistari ya shamba la magnetic. Pembe ya mzunguko wa coil ni sawa sawa na kiasi cha sasa katika coil. Ikiwa shamba la nje la magnetic katika coil ni mara kwa mara, basi thamani ya moduli ya induction magnetic pia ni mara kwa mara. Eneo la coil kwa mikondo isiyo ya juu sana pia inaweza kuzingatiwa mara kwa mara; kwa hivyo, ni kweli kwamba nguvu ya sasa ni sawa na bidhaa ya wakati wa nguvu kugeuza coil na sasa kwa thamani fulani ya mara kwa mara chini ya. hali ya mara kwa mara.
- nguvu ya sasa,
- wakati wa nguvu kufunua coil na mkondo.
Kwa hivyo, inawezekana kupima nguvu ya sasa kwa pembe ya mzunguko wa sura, ambayo inatekelezwa katika kifaa cha kupimia- ammeter (Mchoro 2).
Mchele. 2. Ammita
Baada ya kugundua athari za uwanja wa sumaku kwenye kondakta anayebeba sasa, Ampere aligundua kuwa ugunduzi huu unaweza kutumika kufanya kondakta kusonga katika uwanja wa sumaku. Kwa hivyo, sumaku inaweza kugeuzwa kuwa harakati za mitambo- tengeneza injini. Mmoja wa wa kwanza kufanya kazi kwa sasa ya moja kwa moja alikuwa motor umeme (Mchoro 3), iliyoundwa mwaka wa 1834 na mhandisi wa umeme wa Kirusi B.S. Jacobi.
Mchele. 3. Injini
Hebu fikiria mfano rahisi wa motor, ambayo ina sehemu ya stationary na sumaku zilizounganishwa nayo - stator. Ndani ya stator, sura ya nyenzo za conductive inayoitwa rotor inaweza kuzunguka kwa uhuru. Ili sasa umeme inapita kupitia sura, inaunganishwa na vituo kwa kutumia mawasiliano ya sliding (Mchoro 4). Ikiwa unganisha motor kwa chanzo mkondo wa moja kwa moja ndani ya mzunguko na voltmeter, basi wakati mzunguko umefungwa, sura iliyo na sasa itaanza kuzunguka.
Mchele. 4. Kanuni ya uendeshaji wa motor umeme
Mnamo 1269, mwanasayansi wa asili wa Ufaransa Pierre de Maricourt aliandika kitabu chenye kichwa "Barua kwenye Sumaku." Kusudi kuu la Pierre de Maricourt lilikuwa kuunda mashine ya mwendo ya kudumu, ambayo angetumia. mali ya kushangaza sumaku. Jinsi majaribio yake yalivyofaulu haijulikani, lakini kilicho hakika ni kwamba Jacobi alitumia injini yake ya umeme kuendesha mashua, na alifanikiwa kuiongeza kasi hadi 4.5 km / h.
Ni muhimu kutaja kifaa kimoja zaidi kinachofanya kazi kwa misingi ya sheria za Ampere. Ampere ilionyesha kuwa coil inayobeba sasa inafanya kazi kama sumaku ya kudumu. Hii ina maana kwamba inawezekana kubuni sumaku-umeme- kifaa ambacho nguvu zake zinaweza kurekebishwa (Mchoro 5).
Mchele. 5. Sumakuumeme
Ilikuwa ni Ampere ambaye alikuja na wazo kwamba kwa kuchanganya makondakta na sindano za sumaku, mtu anaweza kuunda kifaa kinachopitisha habari kwa mbali.
Mchele. 6. Telegraph ya umeme
Wazo la telegraph (Mchoro 6) liliibuka katika miezi ya kwanza baada ya ugunduzi wa sumaku-umeme.
Walakini, telegrafu ya sumakuumeme ilienea baada ya Samuel Morse kuunda kifaa kinachofaa zaidi na, muhimu zaidi, alitengeneza alfabeti ya binary inayojumuisha nukta na dashi, ambayo inaitwa nambari ya Morse.
Kutoka kwa vifaa vya kusambaza telegraph, kwa kutumia "ufunguo wa Morse" unaofunga mzunguko wa umeme, ishara fupi au ndefu za umeme zinazofanana na dots au dashes za kanuni ya Morse hutolewa kwenye mstari wa mawasiliano. Kwenye kifaa cha kupokea simu (chombo cha kuandika), wakati ishara (umeme wa sasa) inapita, sumaku-umeme huvutia silaha, ambayo gurudumu la uandishi wa chuma au mwandishi huunganishwa kwa ukali, ambayo huacha alama ya wino kwenye mkanda wa karatasi (Mtini. 7).
Mchele. 7. Mchoro wa uendeshaji wa telegraph
Mwanahisabati Gauss, alipofahamu utafiti wa Ampere, alipendekeza kuunda kanuni ya awali (Mchoro 8), akifanya kazi kwa kanuni ya hatua ya shamba la magnetic kwenye mpira wa chuma - projectile.
Mchele. 8. Bunduki ya Gauss
Inahitajika kuzingatia enzi ya kihistoria ambayo uvumbuzi huu ulifanywa. Katika nusu ya kwanza ya karne ya 19, Ulaya ilichukua hatua kubwa na mipaka kwenye njia ya mapinduzi ya viwanda - ilikuwa wakati mzuri wa uvumbuzi wa utafiti wa kisayansi na utekelezaji wao wa haraka katika vitendo. Ampere bila shaka ilitoa mchango mkubwa katika mchakato huu, ikitoa sumaku-umeme za ustaarabu, motors za umeme na telegraph, ambazo bado zinatumika sana leo.
Wacha tuangazie uvumbuzi kuu wa Lorenz.
Lorentz aligundua kuwa uga wa sumaku hufanya kazi kwenye chembe inayotembea ndani yake, na kuifanya isonge kwenye safu ya duara:
Nguvu ya Lorentz ni nguvu ya kati perpendicular kwa mwelekeo wa kasi. Kwanza kabisa, sheria iliyogunduliwa na Lorentz inaturuhusu kuamua vile sifa muhimu zaidi, kama uwiano wa malipo kwa wingi - malipo maalum.
Thamani maalum ya malipo ni thamani ya kipekee kwa kila chembe iliyoshtakiwa, ambayo huwawezesha kutambuliwa, iwe elektroni, protoni au chembe nyingine yoyote. Hivyo, wanasayansi walipokea chombo chenye nguvu cha utafiti. Kwa mfano, Rutherford aliweza kuchanganua mionzi ya mionzi na kutambua vipengele vyake, kati ya ambayo kuna chembe za alpha - nuclei ya atomi ya heliamu - na chembe za beta - elektroni.
Katika karne ya ishirini, accelerators zilionekana, operesheni ambayo inategemea ukweli kwamba chembe za kushtakiwa zinaharakishwa kwenye uwanja wa magnetic. Sehemu ya sumaku hupiga trajectories ya chembe (Mchoro 9). Mwelekeo wa bend ya kufuatilia inaruhusu mtu kuhukumu ishara ya malipo ya chembe; Kwa kupima radius ya trajectory, unaweza kuamua kasi ya chembe ikiwa wingi wake na malipo yanajulikana.
Mchele. 9. Mviringo wa trajectory ya chembe katika uwanja wa sumaku
Collider Kubwa ya Hadron ilitengenezwa kwa kanuni hii (Mchoro 10). Shukrani kwa uvumbuzi wa Lorenz, sayansi imepokea kimsingi chombo kipya Kwa utafiti wa kimwili, kufungua njia ya ulimwengu wa chembe za msingi.
Mchele. 10. Collider kubwa ya Hadron
Ili kuashiria ushawishi wa mwanasayansi juu ya maendeleo ya kiteknolojia, hebu tukumbuke kwamba kutoka kwa usemi wa nguvu ya Lorentz inafuata kwamba inawezekana kuhesabu radius ya curvature ya trajectory ya chembe inayohamia kwenye uwanja wa sumaku wa mara kwa mara. Chini ya hali ya mara kwa mara ya nje, radius hii inategemea wingi wa chembe, kasi yake na malipo. Kwa hivyo, tunapata fursa ya kuainisha chembe za kushtakiwa kulingana na vigezo hivi na, kwa hiyo, tunaweza kuchambua mchanganyiko wowote. Ikiwa mchanganyiko wa vitu katika hali ya gesi ni ionized, kuharakishwa na kuelekezwa kwenye uwanja wa sumaku, basi chembe zitaanza kusonga kando ya arcs za mviringo na radii tofauti - chembe zitaondoka kwenye uwanja kwa pointi tofauti, na kilichobaki ni rekebisha pointi hizi za kuondoka, ambazo hugunduliwa kwa kutumia skrini iliyofunikwa na phosphor , ambayo huangaza wakati chembe za kushtakiwa zinapiga. Hivi ndivyo inavyofanya kazi analyzer ya molekuli(Kielelezo 11) . Wachambuzi wa misa hutumiwa sana katika fizikia na kemia kuchambua muundo wa mchanganyiko.
Mchele. 11. Misa analyzer
Hii sio vifaa vyote vya kiufundi vinavyofanya kazi kwa msingi wa maendeleo na uvumbuzi wa Ampere na Lorentz, kwa sababu. maarifa ya kisayansi mapema au baadaye huacha kuwa mali ya kipekee ya wanasayansi na inakuwa mali ya ustaarabu, wakati inajumuishwa katika anuwai. vifaa vya kiufundi, ambayo hufanya maisha yetu kuwa mazuri zaidi.
Bibliografia
- Kasyanov V.A., Fizikia daraja la 11: Kitabu cha maandishi. kwa elimu ya jumla taasisi. - Toleo la 4., aina potofu. - M.: Bustard, 2004. - 416 p.: Mgonjwa., 8 l. rangi juu
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizikia 11. - M.: Mnemosyne.
- Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Fizikia 11. - M.: Mnemosyne.
- Lango la mtandao "Chip na Dip" ().
- Mtandao wa portal "Maktaba ya Jiji la Kiev" ().
- Mtandao portal "Taasisi elimu ya umbali» ().
Kazi ya nyumbani
1. Kasyanov V.A., Fizikia daraja la 11: Kitabu cha maandishi. kwa elimu ya jumla taasisi. - Toleo la 4., aina potofu. - M.: Bustard, 2004. - 416 p.: Mgonjwa., 8 l. rangi juu, st. 88, v. 1-5.
2. Katika chumba cha wingu, ambacho kinawekwa kwenye uwanja wa magnetic sare na induction ya 1.5 Tesla, chembe ya alpha, flying perpendicular kwa mistari ya induction, huacha ufuatiliaji kwa namna ya arc ya mviringo yenye radius ya 2.7 cm. Kuamua kasi na nishati ya kinetic chembe chembe. Uzito wa chembe ya alfa ni 6.7∙10 -27 kg, na chaji ni 3.2∙10 -19 C.
3. Misa spectrograph. Boriti ya ioni, inayoharakishwa na tofauti inayoweza kutokea ya 4 kV, huruka kwenye uwanja wa sumaku sare na induction ya sumaku ya 80 mT perpendicular kwa mistari ya induction ya sumaku. Boriti ina aina mbili za ions na uzito wa Masi 0.02 kg/mol na 0.022 kg/mol. Ioni zote zina malipo ya 1.6 ∙ 10 -19 C. Ions huruka nje ya shamba katika mihimili miwili (Mchoro 5). Tafuta umbali kati ya mihimili ya ioni inayoruka nje.
4. * Kwa kutumia motor ya umeme ya DC, mzigo huinuliwa kwenye cable. Ukitenganisha motor ya umeme kutoka kwa chanzo cha voltage na mzunguko mfupi wa rotor, mzigo utashuka kwa kasi ya mara kwa mara. Eleza jambo hili. Je, nishati inayowezekana ya mzigo huingia katika fomu gani?