- Efectele câmpurilor magnetice pe o taxa de mișcare. forța Lorentz.
Pe conductorul parcurs de curent într-un câmp magnetic exercită o forță determinată de legea Amperi
Vom arăta cum este posibilă legea Amperi pentru a obține o formulă pentru forța Lorentz care acționează asupra unei singure particule încărcate se deplasează într-un câmp magnetic. Pentru a face acest lucru, considerăm cantitatea. care este uneori numit element de curent.
Conform teoriei clasice de conductivitate electrică pentru curentul de putere de conducere poate fi scris
unde j # 150; densitatea de curent, # 150; aria secțiunii transversale a elementului conductor, υ # 150; viteza de mișcare ordonată de particule încărcate, și n # 150; numărul de particule pe unitatea de volum. Înmulțind ambele părți ale ecuației (2) pentru a obține dl
produsul Dn dă numărul de particule încărcate în volumul elementului conductor selectat. Apoi, formula (3) poate fi scrisă ca
sau în formă de vector
deoarece vectori de direcție și același.
Substituind (4) în (1) obținem un alt tip de formulă pentru forța Amperi
Ultima expresie definește forța care acționează asupra numărului de dn particule incarcate. Împărțind vigoare la numărul de particule, obținem o formulă pentru forța Lorentz. care acționează asupra particulelor individuale încărcat
Valoarea numerică a forței este determinată prin formula
Astfel, forța Lorentz # 150; o forță care acționează asupra unei particule cu sarcină q. se deplasează la o viteză υ într-un câmp magnetic cu inducție B. Deoarece formula (6) obținut din legea lui Ampere, direcția forței Lorentz este determinată ca și direcția forțelor lui Ampere, adică regulă din stânga.
Forța Lorentz este întotdeauna direcționată perpendicular pe vectorul vitezei particulelor, informând accelerația normala (schimbarea o direcție a vitezei). Valoarea absolută a vitezei particulelor încărcate și energia cinetică nu se schimbă în câmpul magnetic. Lorentz forță nu funcționează. Trebuie remarcat faptul că acest lucru este valabil numai în cazul în care nu schimbă în câmpurile de timp.
În general, când o particulă se mișcă încărcate în ambele câmpuri electrice și magnetice, forța rezultantă care acționează asupra unei particule este determinată de suma geometrică a forțelor
unde # 150; Intensitatea câmpului electric.
- Mișcarea particulelor încărcate într-un câmp magnetic
Această expresie pentru forța Lorentz face posibilă stabilirea legilor mișcării particulelor încărcate într-un câmp magnetic. Din formulele (6) și (7), care, atunci când o particulă încărcată de-a lungul liniilor de inducție magnetică () Lorentz forță este zero.
Dacă particula intră într-un câmp magnetic perpendicular pe liniile de inducție magnetică, forța Lorentz este maximă și egală cu
În orice moment traiectoria forței Lorentz este îndreptată perpendicular pe viteza particulelor, adică aceasta este forța centripetă. prin urmare
în cazul în care m # 150; Este masa particulei, și R # 150; raza de curbură a traiectoriei.
Din formula (10) exprimă R
Câmpul uniform B = const, iar viteza nu variază în magnitudine. În consecință, raza de curbură va fi, de asemenea, constantă. Aceasta înseamnă că o traiectorie de particule va fi un cerc. Astfel, într-un câmp magnetic transversal () se rotește particula încărcată uniform circumferențial în jurul V. vector
Perioada de rotație este determinată prin formula
Din (12) rezultă că particulele din perioada de rotație este independentă de viteza.
În general, atunci când particula intră într-un câmp magnetic uniform, la un unghi la liniile de inducție magnetică, se va deplasa de-a lungul unui traseu elicoidal. În acest caz, forța Lorentz doar schimbă direcția componentei normale a vitezei, determinând particula să se miște într-un cerc în jurul V. vectorul În același timp, nu se schimbă componenta longitudinală a vitezei și particula se va deplasa în mod uniform de-a lungul V. vector
- Principiul de funcționare al acceleratoare de particule ciclice
Independența perioadei T de circulație a unei particule încărcate pe viteza sa în câmpul magnetic uniform este utilizat în acceleratoare de particule. Un exemplu de astfel de acceleratori ciclotron. Un ciclotron este format din două Dees # 150, cilindri semi metalice tubulare 1 și 2 sunt separate printr-o fantă îngustă. Dees sunt plasate într-o cameră de vid și amplasat între polii unui electromagnet puternic. La Dees tensiune alternativă este aplicată, astfel încât fantele, un câmp electric care poate accelera particulele încărcate. Astfel, particulele se mișcă într-un ciclotron în câmpuri electrice și magnetice transversale.
Particulele accelerate (de obicei protoni) sunt introduse în acceleratorul în apropierea centrului său. În primul rând, având o viteză redusă, particulele din cadrul primului descrie arc Dee de rază mică. Odată ajuns în câmpul electric dintre Dees, acestea sunt accelerate în a doua Dees deja în mișcare printr-un arc mai mare rază (cm. P. 11). reintroducând câmpul electric, particulele sunt accelerate din nou, creșterea razei traiectoriei. Acest lucru va continua atâta timp cât raza traiectoriei particulelor este egală cu raza Dees. O astfel de mișcare de derulare a spiralei este atins atunci când perioada de oscilație de tensiune egală cu perioada dintre particulele de tratament Dees. În acest caz, de fiecare dată când o particulă intră într-un decalaj, se va accelera. Ca rezultat, accelerare multiplă a unei particule încărcate de un câmp electric, energia cinetică poate atinge valori de până la 20 MeV. accelerarea suplimentară a particulelor într-un ciclotron devine imposibilă datorită relativistic creșterii masei acestora și creșterea asociată în perioada. Pentru a accelera particulele la energii mari utilizate Fazotron.
- interacțiune magnetică interpretare relativistă
Atunci când o particulă încărcată se deplasează cu o viteză υ într-un câmp magnetic, acesta va suferi efectul forței Lorentz. Ar trebui clarificat faptul că, în acest caz, vorbim despre viteza particulelor în raport cu câmpul magnetic. În cadrul de referință cu privire la care o particulă încărcată este în repaus, aceasta nu va suferi efectul forței Lorentz. Ie interacțiune magnetică este relativă.
Formula Lorentz vectori de transformare pentru componentele și câmpurile electrice și magnetice la trecerea la cadrul fix de referință R din sistemul K # 146;. Prin deplasarea în raport cu sistemul uniform într-o linie dreaptă de-a lungul axei X, cu o viteză de υ. sunt după cum urmează
Astfel cum rezultă din formulele de mai sus, la cadrele fixe (când υ = 0) sau sunt vectori de câmp electric și caracterizat. sau vectori de câmp magnetic și caracterizat.
În primul rând, atunci când se analizează consecințele transformării Lorentz, sa demonstrat că efectele relativiste (de exemplu, reducerea dimensiunii longitudinale și greutatea) apar la viteze mai aproape de viteza luminii. În același timp, deși viteza mișcării ordonate a electronilor de conducție este foarte mică (de ordinul a 10 -3 m / s), există o interacțiune magnetică între conductorii cu curenți. Aceste rezultate aparent contradictorii din cauza concentrației foarte mare (aproximativ 10 28 m -3) ale electronilor de conducție în conductorul.
În rezumat, observăm că interacțiunile electrice și magnetice constituie părți ale unei singure interacțiuni electromagnetice. Există un câmp electromagnetic comun, care, în funcție de alegerea sistemului de referință, se manifestă în interacțiunile electrice sau magnetice.
întrebări de testare:
- Care este accelerația unei particule încărcate, în funcție de forța Lorentz?
- Depinde dacă perioada orbitală a particulelor încărcate într-un acceleratoare circulare?
- Care este interacțiunea magnetică relativă?
Timozinul promovează reactivitatea stimulează eritro și lymphopoiesis. Creșterea tensiunii inhibă creșterea secreției de renină stimulează reducerea reducerea tensiunii. Crescută kontsetratsii de sodiu stimulează secreția de renină tormozit.Aktivatsiya reduce efectele simpatic asupra n stimulează SGC secreția de renină.
Celulele sistemului monotsitarnomakrofagalnoy. Datorită componentei complexe C5 adeziune este atașată la suprafața membranei celulelor microbiene kletkimisheni infectate cu virus. Ele aparțin tuturor granulocite: neutrofile, eozinofile, bazofile, celule grase polimorfonucleare, astfel termenul se referă la celule căzute în material. Celulele sistemului makrofagalnomonotsitarnoy.