Kako se električna nabijena čestica ponaša u električnim i magnetskim poljima?

Električki nabijen čestica je čestica koja ima pozitivan ili negativan naboj. To može biti i atomi, molekule i elementarne čestice. Kada je električna napunjena čestica u električnom polju, Coulombova sila djeluje na njemu. Vrijednost ove sile, ako je poznata vrijednost snage polja na određenoj točki, izračunava se sljedećom formulom: F = qE.

I tako, utvrdili smo da električna nabijena čestica koja se nalazi u električnom polju pomiče pod utjecajem Coulombove sile.

Sada razmislite Učinak Hall. Pronađeno je eksperimentalno da magnetsko polje utječe na gibanje nabijenih čestica. Magnetna indukcija jednaka je maksimalnoj sili koja utječe na brzinu takve čestice sa strane magnetskog polja. Napunjena čestica kreće se brzinom jedinice. Ako će se električki nabijene čestice letjeti u magnetskom polju prethodno određenom brzinom, sila koja djeluje na dijelu područja okomito u odnosu na brzine čestice i magnetske indukcije vektora respektivno: F = q [v, B]. Budući da je sila koja djeluje na gibanje čestica je okomita na brzinu i ubrzanje, kao što je navedeno od strane ove sile okomito na prijedlogu, ubrzanje je normalno. Prema tome, pravocrtno mehanički putanja će savijati kada nabijena čestica udari magnetsko polje. Ako čestica leti paralelno s linijama magnetske indukcije, onda magnetsko polje ne utječe na napunjenu česticu. Ako ona ulazi okomito na linije od magnetske indukcije, sila koja djeluje na česticu je na maksimumu.

Sada pišemo II Newtonov zakon: qvB = mv²/ R ili R = mv / qB, gdje m je masa napunjene čestice, a R je polumjer putanje. Iz ove jednadžbe slijedi da se čestica kreće u ravnom polju duž opsega radijusa. Dakle, razdoblje revolucije nabijenih čestica uz krug ne ovisi o brzini gibanja. Treba napomenuti da za električki nabijenu česticu zarobljenu u magnetskom polju, kinetička energija je nepromijenjena. Budući da je sila okomita na gibanje čestice u bilo kojoj točki putanje, magnetska sila polje, koje djeluje na čestice, ne obavlja posao koji se odnosi na gibanje napunjene čestice.

Smjer sile koja djeluje na gibanje nabijenih čestica u magnetskom polju može biti određena „pravila lijeve ruke.” Za to je potrebno da postavite lijevu ruku tako da četiri prsta pokazujući smjer brzine od nabijene čestice, pa i magnetske indukcije linije su usmjerene na dlanu centru, u ovom slučaju savijena pod kutom od 90 stupnjeva palac će pokazati smjer sile koja djeluje na pozitivno napunjena čestica. U slučaju da čestica ima negativni naboj, smjer sile će biti suprotan.

Ako su električki nabijene čestice koje spadaju u područje zajedničkog djelovanja magnetskih i električnih polja, to je sila koja se naziva Lorentz silu: F = QE + Q [V, B]. Prvi izraz u ovom slučaju odnosi se na električnu komponentu, a drugu na magnetsku komponentu.