• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Теоретичні відомості

Магнітне поле –одна із форм існування матерії, через яку здійснюється взаємодія магнітів, рухомих зарядів або рухомих зарядів з магнітами. Подібно до того, як при дослідженні електричного поля використовувались точкові електричні заряди, при дослідженні магнітного поля використовують замкнутий контур зі струмом (рамка зі струмом), магнітне поле якого не спотворює досліджуване. Досліди показують, що якщо в магнітне поле помістити такий контур (рамку з струмом), то він відповідним чином орієнтується (повертається), причому напрям його орієнтації залежить від напряму струму в ньому і напряму магнітного поля. Такий контур зі струмом (рамка) використовується для встановлення кількісної характеристики магнітного поля. Якщо таку рамку зі струмом помістити в магнітне поле, то на неї з боку поля буде діяти пара сил. Під дією цієї пари сил рамка в магнітному полі відповідним чином орієнтується. Досліди показують, що із зміною величини струму змінюється величина максимального механічного (М) і магнітного (Р) моментів, а їх відношення залишається сталою величиною, тобто і може бути характеристикою магнітного поля (порівняйте з напруженістю електричного поля). Величина дістала назву вектора індукції магнітного поля.

Індукція магнітного поля - силова характеристика поля, яка визначається відношенням максимального обертового моменту до магнітного моменту.

Магнітне поле є силовим, і його за аналогією з електричним, на рисунку зображують силовими лініями. Лінії, дотичні до яких в кожній точці співпадають з напрямом вектора індукції , називають силовими магнітними лініямиабо лініями вектора магнітної індукції .

Силові лінії магнітного поля постійних магнітів виходять з північного полюса і входять в південний (рисунок 50.1). Напрям силових ліній магнітного поля прямого струму визначається правилом правого гвинта (рисунок 50.2):

якщо поступальний рух правого гвинта співпадає з напрямом струму, то напрям обертання головки гвинта вказує на напрям силових ліній індукції поля.

Силові лінії магнітного поля – замкнуті, тобто не мають початку і кінця. Поле, силові лінії якого замкнуті, називається вихровим.

Рисунок 50.1

Рисунок 50.2

Магнітне поле, індукція якого в кожній точці і за величиною і за напрямом однакова, називається однорідним.

Для магнітного поля, як і для електричного, виконується принцип суперпозиції: ідукція магнітного поля, створеного декількома струмами, дорівнює векторній сумі індукцій полів, створених кожним струмом зокрема:

. (50.1)

В SІ індукція магнітного поля вимірюється в теслах (Тл). 1 Тл – магнітна індукція такого однорідного магнітного поля, яке діє з силою в 1 Н на кожний метр довжини провідника, розміщеного перпендикулярно до напряму поля, якщо по провіднику протікає струм 1 А.

. (50.2)

Величину сили, що діє на заряд , який рухається в однорідному магнітному полі з індукцією можна визначити з формули, яку вперше отримав Г.А. Лоренц:

(50.3)

де кут між напрямом швидкості і напрямом вектора індукції магнітного поля. У векторній формі

. (50.4)

Напрям сили Лоренца визначається за правилом лівої руки: якщо ліву руку розмістити так, щоб вектор індукції поля входив в долоню, чотири витягнуті пальці показували напрям швидкості заряду, то відхилений великий палець покаже напрям сили, яка діє на позитивний заряд. Зверніть увагу на те, що сила Лоренца завжди напрямлена перпендикулярно до швидкості руху заряду і тому відіграє роль доцентрової сили. Отже, сила Лоренца не виконує роботу, а змінює тільки напрям швидкості руху заряду в магнітному полі. Абсолютна величина швидкості заряду і його кінетична енергія під час руху в магнітному полі не змінюються.

Інтерфейс програми “Рух зарядженої частинки в магнітному полі”

Розглянемо рух зарядженої частинки в магнітному полі (див. Інтерфейс програми). В магнітному полі заряджена частинка рухається по спіралі. У випадку – по колу ( – швидкість частинки, – індукція магнітного поля).

При на рухому частинку діє сила Лоренца (50.3), внаслідок чого частинка набуває прискорення

. (50.4)

Оскільки і , то прискорення є доцентровим, a – відповідно доцентровою силою. Отже, викривляє траєкторію руху, змушуючи частинку рухатися по колу, радіус якого можна визначити з умови:

. (50.5)

Оскільки sin a = 1, то

(50.6)

де r називають ларморівським радіусом. Взявши до уваги, що , можна обчислити так звані циклотронні частоту і період руху частинки

. (50.7)

З (50.5) можна визначити питомий заряд частинки

. (50.8)

Читайте також:

1. IX. Відомості про військовий облік
2. IX. Відомості про військовий облік
3. V Практично всі психічні процеси роблять свій внесок в специфіку організації свідомості та самосвідомості.
4. Активне управління інвестиційним портфелем - теоретичні основи.
5. Білковий обмін: загальні відомості
6. Біографічні відомості
7. Боротьба з проявами національної самосвідомості
8. Вальниці ковзання. Загальні відомості
9. Види правосвідомості
10. Виникнення і розвиток свідомості у людини.
11. Виникнення людської свідомості. Мова і свідомість.
12. Від них необхідні відомості, документацію і пояснення з питань охоро1

Переглядів: 1011