1 C одержание предыдущей лекции Ток и сопротивление Электрический

сила (ЭДС).
Правила Кирхгофа.
Работа выхода электрона из металла.
Контактная разность потенциалов.

поперечного сечения. Какой из
приведенных ниже ответов справедлив:

скорость дрейфа носителей заряда

Контрольный вопрос

I = сonst, S  j = I / S 

j = ne< v >  < v > = j / en 

R =  l / S R 

(a)

поля

Магнитные поля и силы.
Магнитная сила, действующая на проводник с

последовательно соединенные
сопротивление и конденсатор.

меняется во времени.
Переходные процессы в цепи с конденсаторами
Отсутствие у зарядов

t < 0

временной интервал, за который
ток уменьшается в е раз по сравнению

Q = C 2.
Энергия, запасенная в полностью заряженном конденсаторе, равна

Таким образом, половина энергии батареи превратилось во внутреннюю энергию внешнего сопротивления R в цепи.

электрическим полем.
Создание движущимся электрическим зарядом
в окружающем его пространстве магнитного поля

Возможность графического представления магнитного поля
с помощью силовых линий.

Использование стрелки компаса
для построения магнитных силовых линий в пространстве,
окружающем постоянный магнит.

поля и силы

на частицу с положительным зарядом q, движущуюся со скоростью v

Магнитные поля и силы

частицы потому, что FB  v.
действует перпендикулярно магнитному полю,
Электрическая сила:
Магнитная

действует вдоль направления электрического поля,

действует на заряженную частицу независимо движется она или нет,

действует на заряженную частицу только, если она движется,

совершает работу по перемещению заряженной частицы.

Магнитные поля и силы

FB = qv  B

FE = qE

- Гаусс (Гс).
1 Tл = 104 Гс.
Магнитные поля и силы
1

1 Тл = 1 Н/(Ам)

со стороны магнитного поля на проводник с током,
векторной сумме отдельных

Передача результирующей силы проводнику при соударении движущихся заряженных частиц с атомами, из которых состоит проводник.

Ток - упорядоченное движение большого количества зарядов.

дрейфа vd в сегменте проводника с током,
FB = (qvd

Магнитная сила,
действующая на прямолинейный проводник с током

которому течет ток I,
FB = I L  B,
где L

Применимость этого выражения только для прямолинейного участка проводника в однородном магнитном поле.

Магнитная сила,
действующая на прямолинейный проводник с током

FB = (qvd  B) nAL

L  B

магнитном поле
dFB направлен от экрана к нам.
(соответствие a и

Возможность изменения величины магнитного поля и его направления по отношению к вектору ds в различных точках проводника.

Магнитная сила, действующая на проводник с током

искривленный токонесущий линейный проводник
в однородном магнитном поле,
силе, которая действует

Магнитная сила, действующая на проводник с током

магнитной силы,
действующей на любой замкнутый контур с током
в однородном

Магнитная сила, действующая на проводник с током

поле
Равенство нулю магнитных сил,
действующих на стороны 1 и 3.
Ориентация сторон

точки O.
Равенство плеча каждой силы относительно точки O b/2.
Максимальное значение

Вращательный момент, действующий на
контур с током в однородном магнитном поле

F2 = F4 = IaB

перпендикулярен к сторонам 2 и 4.
 < 90:
вращательный момент

F2 и F4: создание вращательного момента
относительно любой произвольной точки.

 = 90:  = max

 = 0:  = 0

Вращательный момент, действующий на
контур с током в однородном магнитном поле

правой руки для определения направления вектора A: направление магнитного момента

(справедливость для любого контура в поле B).

Аналогия:
Вращательный момент  = p  E действует на электрический диполь в присутствии электрического поля E,
где p - электрический дипольный момент.

Вращательный момент, действующий на
контур с током в однородном магнитном поле

= -   B
Аналогия:
потенциальная энергия электрического диполя в электрическом

  B: Umin = -B.

If   B: Umax = +B.

Потенциальная энергия
контура с током в однородном магнитном поле

в однородном магнитном поле
(вектор начальной скорости перпендикулярен полю)
FB = qvB

FB = qv  B

v  B

Движение частицы по окружности в плоскости, перпендикулярной B.

FB  B

FB  v

Независимость угловой скорости и периода движения частицы по окружности от линейной скорости и радиуса орбиты.

плоскость yz (взгляд вдоль оси x) - окружность.
Проекции траектории

Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле

Движение положительно заряженной частицы в однородном магнитном поле
(вектор начальной скорости направлен под углом к полю)

Развернутая спираль

концах катушки и слабым в ее середине).
Локализация плазмы –

Магнитное поле Земли:
движение заряженных частиц (главным образом электронов и протонов), входящих в состав космических лучей, по спиральным траекториям.

Северного сияние –
столкновение заряженных частиц
с атомами и молекулами атмосферы.

Движение заряженной частицы
в неоднородном магнитном поле

и магнитном полях
Результирующая сила (сила Лоренца), действующая на движущийся заряд

Селектор скоростей

Движение по прямой только частиц, обладающих скоростью v=E/B.

Практические применения явлений, связанных с движением заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

Пучок ионов:

1) селектор скоростей;
2) однородное магнитное поле с B0B.
Движение ионов

Применение: измерение массы различных изотопов данного иона в случае, если ионы имеют одинаковый заряд q; измерение удельного заряда.

Практические применения явлений, связанных с движением заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

и B.
Масс-спектрометр
Практические применения явлений, связанных с движением заряженных частиц в

Е  В  неотклоненный пучок электронов.

частиц для бомбардировки ядер атомов и инициирования ядерных реакций, представляющих

Практические применения явлений, связанных с движением заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

D и помещение их в однородное В,  к ним.
Изменение

Получение ионом дополнительной кинетической энергии qV за время пролета внутри каждого из дуантов.

Практические применения явлений, связанных с движением заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

Циклотрон

описываемой ионом.
K > 20 MэВ: необходимость учета релятивистских эффектов.
Практические применения

Циклотрон

и магнитном полях
Большой адронный коллайдер
Научно-исследовательском центр
Европейского совета ядерных исследований
на границе

Длина основного кольца ускорителя –
26 659 м.

если ее заряд увеличить в два раза?