8. Pole magnetyczne.

8.1. Indukcja pola magnetycznego, siła Lorentza.

Jeżeli na dodatni ładunek q poruszający się z prędkością
działa siła
zakrzywiająca tor

ładunku - jak na rysunku, to w punkcie P istnieje indukcja magnetyczna
.

gdzie

8.2. Siła elektrodynamiczna.

Zał.

Siła działająca na 1 elektron

skoro liczba elektronów w przewodniku o długości l jest

równa: n⋅(A⋅ l)

więc całkowita siła działająca na ten przewodnik:

jest to siła elektrodynamiczna.

8.3. Przykłady: efekt Halla.

siły się równoważą więc

ponieważ
więc powstałe pole elektryczne

z pomiaru napięcia Halla U_ab:

stąd
gdzie
jest stałą Halla

e/m - odkrycie elektronu - doświadczenie Thomsona (1897)

x = V₀⋅ t

m⋅ a =e⋅ E

Tor elektronu:

tor elektronu bez pola B

pole E odchyla w górę

pole B odchyla w dół

wypadkowa siła F = 0

e⋅ E = e⋅V⋅B ⇒ E = V⋅ B

sposób pomiaru e/m :

1. pomiar odchylenia dla E = 0 i B = 0;

2. pomiar odchylenia dla danego E ⇒ wyznaczenie y;

3. przyłożenie pola B i sprowadzenie plamki do położenia pierwotnego (1).

jeżeli długości płytek odchylających x = l to
skoro

to
gdzie
(d - odległość między płytkami odchylającymi),

B - z eksperymentu

Wyniki: Thomson
= 1,7⋅10¹¹ C/kg

obecnie
= 1,7589⋅10¹¹ C/kg

cyklotron (ładunki krążące po orbitach)

siła Lorentza jest siłą dośrodkową

stąd

Skoro

stąd
jest to tzw. częstotliwość cyklotronowa.

Jeżeli obserwujemy różne promienie torów dwóch cząstek r₁ > r₂ , o jednakowych ładunkach i prędkościach gdzie
oraz
⇒ m₁ > m₂ wykorzystanie → spektroskopia masowa..

Cyklotron - przyspiesza cząstki (1932 r)

dostrajamy generator napięcia zmiennego do częstotliwości cyklotronowej

energia cząstek zależy od promienia R,

prędkość cząstki

energia kinetyczna

Wykorzystanie: - reakcje jądrowe

- eksperymenty fizyki wysokich energii

- promieniowanie synchrotronowe.

---