Сила действующая на заряженную частицу    

    До сих пор рассматривалась сила, действующая на проводник, по кото­рому движется заряд. Вместе с тем каждая движущаяся заряженная час­тица образует свое собственное маг­нитное поле и подвергается воздейст­вию, когда она движется через другое магнитное поле. На нее, как и на заряд в проводнике, действует сила, и к ней также применимо правило левой руки Флеминга. 

     

     

    До сих пор рассматривалась сила, действующая на проводник, по кото­рому движется заряд. Вместе с тем каждая движущаяся заряженная час­тица образует свое собственное маг­нитное поле и подвергается воздейст­вию, когда она движется через другое магнитное поле. На нее, как и на заряд в проводнике, действует сила, и к ней также применимо правило левой руки Флеминга. Вы, однако, должны пом­нить, что это правило относится к условному направлению тока и пучок электронов движется в направлении, противоположном условному току. На рисунке 1 показан пучок электро­нов, входящий в магнитное поле, ко­торое направлено за плоскость листа бумаги. Вы видите направление, в ко­тором пучок отклоняется. При прохождении в магнитном поле сила, действующая на заряженную частицу, всегда перпендикулярна направлению ее движения. Таким образом, ее путь в магнитном поле представляет собой дугу окружности.

     

     

    Ранее мы рассказывали, что две параллельные катушки с проводником под током (катушки Гельмгольца) могут быть применены для образова­ния однородного магнитного поля.

     

    На рисунке 2 показано воздей­ствие, которому подвергается пучок электронов, проходящий через одно­родное магнитное поле. Электроны, высвобожденные из нити накалива­ния, фокусируются и ускоряются ци­линдрическим анодом и выходят из него в виде узкого луча. Когда они входят в однородное магнитное поле, то сила, действующая на электроны, постоянна (если они имеют постоян­ную скорость) и перпендикулярна на­правлению движения, поэтому они движутся по окружности. В трубке присутствует небольшое количество водорода, и их путь прослеживается как цветная дуга. Могут быть про­ведены измерения, по которым можно определить соотношение заряда элект­рона и его массы.

     

     

    Тот факт, что высокоскоростные за­ряженные частицы, находясь в магнит­ном однородном поле, движутся по круговой траектории, имеет полезные применения. Положительно заряжен­ные частицы должны быть разогна­ны до очень высоких скоростей, преж­де чем они смогут проникнуть в атом­ное ядро, вследствие возникающих при сближении очень больших сил от­талкивания между этими заряжен­ными частицами и ядрами. Одним из способов ускорения частиц является помещение источника этих частиц в камеру, из которой выкачан воздух. Этот плоский круглый блок состоит из двух половин диаметрами АВ и CD, которые немного раздвинуты друг от друга. Между АВ и CD включает­ся сильное переменное поле, которое синхронизировано таким образом, чтобы частицы, проходя от АВ к CD или от CD к АВ, ускорялись. Силь­ное магнитное поле заставляет их дви­гаться по круговой траектории, и, по мере того как их скорость увеличи­вается, увеличивается и радиус их траектории. Постепенно, когда их ско­рость становится достаточно большой, частицы появляются на периферии круга, выходят из камеры и попа­дают в мишень (рис. 3).

     

     

    Одним из способов получения ядер- ной энергии в будущем является дос­тижение слияния протонов для обра­зования другого ядра. Такое явле­ние происходит на Солнце и назы­вается ядерным синтезом. Необходи­мые для этого очень высокие темпера­туры заставили бы испариться любую камеру. Поэтому заряженные частицы удерживаются вне соприкосновения со стенками камеры очень сильными магнитными полями, которые удержи­вают их на круговых орбитах.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved