Лабораторная работа № 2-11

Направления вектора силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить перпендикулярно силовым линиям так, чтобы вектор входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по вектору скорости положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление вектора силы Лоренца.
Сила Лоренца перпендикулярна обоим векторам и .
Взаимное расположение векторов , и для положительных и отрицательных зарядов показано на рис.39.
Из механики известно, что когда на тело, движущееся со скоростью , действует сила, перпендикулярная вектору его скорости, то тело описывает траекторию в виде окружности. При этом тело обладает нормальным ускорением, направленным по радиусу к центру этой окружности. Такая сила называется центростремительной силой. Она сообщает заряду центростремительное ускорение, т.е. искривляет траекторию движения заряда. Центростремительная сила равна по модулю и противоположна по направлению центробежной силе инерции.
Так как векторы и перпендикулярны, то центростремительная сила работы не совершает и не изменяет кинетическую энергию и величину скорости движущейся частицы.
Если вектор перпендикулярен , то заряженная частица в однородном поле будет двигаться по окружности радиуса R с постоянной скоростью . Тогда

где m - масса частицы.
Отсюда соответственно радиус окружности, по которой движется заряженная частица, равен.

За время, равное периоду Т, частица, движущаяся с линейной скоростью v по окружности радиуса R, проходит путь, равный длине окружности 2πR. Таким образом,

где – удельный электрический заряд частицы m.
Частица будет двигаться по траектории в виде спирали с шагом h. Такую траекторию принято называть винтовой. Перемещение заряженной частицы в направлении за время, равное периоду Т, называется шагом винтовой траектории

Интернет-магазин