லோரென்ட்ஸ் படை மற்றும் இடது கை ஆட்சி. ஒரு காந்தப்புலத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம்

ஒரு காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்படுகிறது நடத்துனர்...இதன் மூலம் மின்சாரம்... ஒரு மின்சாரம்ஆம்பியர் சக்தியால் பாதிக்கப்படுகிறது $F_A$ , மற்றும் அதன் அளவை பின்வரும் சூத்திரத்தால் கணக்கிடலாம்:

$F_A=B\cdot I\cdot l\cdot sin\alpha$ (1)

எங்கே $நான்$ மற்றும் $எல்$ - கடத்தியின் தற்போதைய வலிமை மற்றும் நீளம், $பி$ - காந்தப்புலத்தின் தூண்டல், $\alpha$ - தற்போதைய மற்றும் காந்த தூண்டலின் திசைகளுக்கு இடையே உள்ள கோணம். எனவே இது ஏன் நடக்கிறது?

லோரன்ட்ஸ் படை. காந்தப்புலத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகளின் இயக்கம்.

உள்ளடக்கம்

1 லோரென்ட்ஸ் படை என்றால் என்ன - வரையறை, அது நிகழும்போது, சூத்திரத்தைப் பெறுதல்
2 இடது கை விதியைப் பயன்படுத்தி லோரென்ட்ஸ் படையின் திசையைத் தீர்மானித்தல்
3 காந்தப்புலத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம்
4 பொறியியலில் லோரென்ட்ஸ் படையின் பயன்பாடுகள்

லோரென்ட்ஸ் படை என்றால் என்ன - வரையறை, அது எழும் போது, சூத்திரத்தைப் பெறுதல்

மின்னோட்டமானது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் என்பது அறியப்படுகிறது. ஒரு காந்தப்புலத்தில் நகரும் போது, இந்த துகள்கள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு விசைக்கு உட்பட்டது என்பதும் நிறுவப்பட்டுள்ளது. ஒரு விசை ஏற்பட, துகள் இயக்கத்தில் இருக்க வேண்டும்.

லோரென்ட்ஸ் விசை என்பது ஒரு காந்தப்புலத்தில் நகரும் போது மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் மீது செயல்படும் சக்தியாகும். அதன் திசையானது துகள்களின் திசைவேக திசையன்கள் மற்றும் காந்தப்புல வலிமை இருக்கும் விமானத்திற்கு ஆர்த்தோகனல் ஆகும்.லோரென்ட்ஸ் படை என்பது ஆம்பியர் படை. அதை அறிந்தால், லோரென்ட்ஸ் படைக்கான சூத்திரத்தை நாம் பெறலாம்.

ஒரு துகள் கடத்தியின் நீட்டிப்பைக் கடக்கத் தேவையான நேரம், $t = \frac {l}{v}$ எங்கே $எல்$ - பிரிவின் நீளம், $v$ - துகள்களின் வேகம். கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக இந்த நேரத்தில் கொண்டு செல்லப்பட்ட மொத்த கட்டணம், $Q = I\cdot t$ . முந்தைய சமத்துவத்திலிருந்து நேரத்தின் மதிப்பை இங்கே மாற்றியமைக்கிறோம்

$கே = \frac {I\cdot l}{v}$ (2)

அதே நேரத்தில் $F_A=F_L\cdot N$ எங்கே $என்$ - கருதப்படும் கடத்தியில் உள்ள துகள்களின் எண்ணிக்கை. அதே நேரத்தில் $N = \frac {Q}{q}$ எங்கே $கே$ - ஒரு துகள் கட்டணம். சூத்திரத்தில் மதிப்பை மாற்றுவதன் மூலம் $கே$ (2) இலிருந்து, ஒருவர் பெறலாம்:

$N = \frac {I\cdot l}{v\cdot q}$

இதனால்,

$F_A=F_L\cdot \frac {I\cdot l}{v\cdot q}$

(1) ஐப் பயன்படுத்தி, முந்தைய வெளிப்பாட்டை இவ்வாறு எழுதலாம்

$B\cdot I\cdot l\cdot sin\alpha = F_L\cdot \frac {I\cdot l}{v\cdot q}$

வெட்டுக்கள் மற்றும் இடமாற்றங்களுக்குப் பிறகு, லோரென்ட்ஸ் சக்தியைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரம் தோன்றும்

$F_L = q\cdot v\cdot B\cdot sin\alpha$

விசையின் மாடுலஸுக்கு சூத்திரம் எழுதப்பட்டிருப்பதால், அது பின்வருமாறு எழுதப்பட வேண்டும்:

மேலும் படிக்க: ஆம்பியர்களை வாட்ஸ் மற்றும் பின்புறமாக மாற்றுவது எப்படி?

$F_L = |q|\cdot v\cdot B\cdot sin\alpha$ (3)

இருந்து $sin\alpha = sin(180^{\circ} -\alpha)$ , தற்போதைய விசையின் திசையில் அல்லது அதற்கு எதிராக திசைவேகம் இயக்கப்படுகிறதா என்பது லோரென்ட்ஸ் மாடுலஸின் கணக்கீட்டிற்கு ஒரு பொருட்டல்ல, மேலும் நாம் அதைச் சொல்லலாம். $\alpha$ - துகள் மற்றும் காந்த தூண்டலின் திசைவேக திசையன்களால் உருவாக்கப்பட்ட கோணம்.

திசையன் வடிவத்தில் சூத்திரத்தை எழுதுவது பின்வருமாறு இருக்கும்:

$\vec{F_L} = q\cdot [\vec{v}\times \vec{B}$

$[\vec{v}\times \vec{B}$ - திசையன் தயாரிப்பு ஆகும், இதன் விளைவாக ஒரு மாடுலஸ் சமமான திசையன் ஆகும் $v\cdot B\cdot sin\alpha$ .

சூத்திரம் (3) அடிப்படையில், மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலத்தின் திசைகளின் செங்குத்தாக இருக்கும் போது லோரென்ட்ஸ் விசை அதிகபட்சம் என்று முடிவு செய்யலாம், அதாவது $\alpha = 90^{\circ}$ அவை இணையாக இருக்கும்போது மறைந்துவிடும் ( $\alpha = 0^{\circ}$ ).

சரியான அளவு பதிலை வழங்குவதற்கு - எடுத்துக்காட்டாக, சிக்கல்களைத் தீர்க்கும் போது - ஒருவர் SI அலகுகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும், இதில் காந்த தூண்டல் டெஸ்லாஸில் அளவிடப்படுகிறது (1 டெஸ்லா = 1 கிலோ-சி.⁻²-ஏ⁻¹), நியூட்டன்களில் விசை (1 N = 1 kg-m/s²), ஆம்பியர்களில் மின்னோட்டம், கூலன்களில் சார்ஜ் (1 Cl = 1 A-s), மீட்டர்களில் நீளம், m/s இல் வேகம்.

இடது கை விதியைப் பயன்படுத்தி லோரென்ட்ஸ் படையின் திசையைத் தீர்மானித்தல்

மேக்ரோ பொருள்களின் உலகில் லோரென்ட்ஸ் விசை ஆம்பியர் சக்தியாகத் தோன்றுவதால், அதன் திசையைத் தீர்மானிக்க இடது கை விதியைப் பயன்படுத்தலாம்.

இடது கை விதியைப் பயன்படுத்தி லோரென்ட்ஸ் படையின் திசையைத் தீர்மானித்தல்.

உங்கள் இடது கையை உங்கள் திறந்த உள்ளங்கை காந்தப்புலக் கோடுகளுக்கு செங்குத்தாகவும் எதிராகவும் வைத்தால், நான்கு விரல்களும் மின்னோட்டத்தின் திசையில் நீட்டப்பட வேண்டும், பின்னர் உங்கள் கட்டைவிரலை வளைக்க வேண்டிய இடத்திற்கு லோரென்ட்ஸ் விசை செலுத்தப்படும். , சுட்டிக்காட்டுகிறது.

காந்தப்புலத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம்

எளிமையான வழக்கில், அதாவது காந்த தூண்டல் மற்றும் துகள்களின் திசைவேகத்தின் திசையன்களின் ஆர்த்தோகனலிட்டியுடன், லோரென்ட்ஸ் விசை, திசைவேக திசையனுக்கு செங்குத்தாக இருப்பதால், அதன் திசையை மட்டுமே மாற்ற முடியும். எனவே வேகத்தின் அளவும் ஆற்றலும் மாறாமல் இருக்கும். எனவே Lorentz விசை இயக்கவியலில் மையவிலக்கு விசையுடன் ஒப்புமையாக செயல்படுகிறது, மேலும் துகள் ஒரு வட்டத்தில் நகரும்.

மேலும் படிக்க: ஒரு கிலோவாட்டில் எத்தனை வாட்ஸ் உள்ளது?

நியூட்டனின் II விதியின் படி ( $F = m\cdot a$ ) துகள்களின் சுழற்சியின் ஆரத்தை நாம் தீர்மானிக்க முடியும்:

$N = \frac {m\cdot v}{q\cdot B}$ .

துகள்களின் குறிப்பிட்ட கட்டணம் மாறும்போது ( $\frac {q}{m}$ ), ஆரம் கூட மாறுகிறது.

இந்த வழக்கில், சுழற்சியின் காலம் T = $\frac {2\cdot \pi\cdot r}{v}$ = $\frac {2\cdot \pi\cdot m}{q\cdot B}$ . இது திசைவேகத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, எனவே வெவ்வேறு வேகங்களைக் கொண்ட துகள்களின் பரஸ்பர நிலை ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்.

ஒரே மாதிரியான காந்தப்புலத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம்.

மிகவும் சிக்கலான நிலையில், துகள்களின் திசைவேகத்திற்கும் காந்தப்புல வலிமைக்கும் இடையிலான கோணம் தன்னிச்சையாக இருக்கும்போது, அது ஒரு ஹெலிகல் பாதையில் நகரும் - படிப்படியாக புலத்திற்கு இணையாக இயக்கப்பட்ட திசைவேகக் கூறுகளின் இழப்பில் மற்றும் அதன் செல்வாக்கின் கீழ் சுற்றளவுடன் செங்குத்து கூறு.

பொறியியலில் Lorentz படையின் பயன்பாடு

கினெஸ்கோப்

கினெஸ்கோப், சமீப காலம் வரை, எல்சிடி (பிளாட் ஸ்கிரீன்) மூலம் மாற்றப்பட்டபோது, ஒவ்வொரு டிவி செட்டிலும் இருந்தது, லோரென்ட்ஸ் படை இல்லாமல் வேலை செய்ய முடியாது. எலக்ட்ரான்களின் குறுகிய ஓட்டத்திலிருந்து திரையில் ஒரு தொலைக்காட்சி படத்தை உருவாக்க, திசைதிருப்பல் சுருள்கள் நேரியல் மாறுபட்ட காந்தப்புலத்தை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன.கோடு சுருள்கள் எலக்ட்ரான் கற்றையை இடமிருந்து வலமாகவும் பின்பக்கமாகவும் நகர்த்துகின்றன, சட்ட சுருள்கள் செங்குத்து இயக்கத்திற்கு பொறுப்பாகும், மேலிருந்து கீழாக கிடைமட்டமாக இயங்கும் பீம் நகரும். அதே கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது அலைக்காட்டிகள் - மாற்று மின்னழுத்தங்களைப் படிப்பதற்காக.

மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோகிராஃப்

ஒரு மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோகிராஃப் என்பது ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் சுழற்சி ஆரம் அதன் குறிப்பிட்ட கட்டணத்தில் சார்ந்து இருக்கும் ஒரு சாதனம் ஆகும். அதன் செயல்பாட்டின் கொள்கை பின்வருமாறு:

செயற்கையாக உருவாக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தின் மூலம் வேகத்தைப் பெறும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் ஆதாரம், காற்று மூலக்கூறுகளின் செல்வாக்கை அகற்ற ஒரு வெற்றிட அறையில் வைக்கப்படுகிறது. துகள்கள் மூலத்திலிருந்து வெளியேறி, ஒரு வட்டத்தின் வளைவின் வழியாகச் சென்று, ஒரு புகைப்படத் தகட்டைத் தாக்கி, அதில் தடயங்களை விட்டுச் செல்கின்றன. குறிப்பிட்ட கட்டணத்தைப் பொறுத்து, பாதையின் ஆரம் மற்றும் அதனால் தாக்கத்தின் புள்ளி மாறுகிறது. இந்த ஆரம் அளவிட எளிதானது, அதை அறிந்தால், நீங்கள் துகள்களின் வெகுஜனத்தை கணக்கிடலாம். மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோகிராஃப் பயன்படுத்தி, எடுத்துக்காட்டாக, சந்திர மண்ணின் கலவை ஆய்வு செய்யப்பட்டது.

மேலும் படிக்க: மின்சாரம் தொடர்பான சில தொழில்கள் என்ன

சைக்ளோட்ரான்

காலத்தின் சுதந்திரம், எனவே காந்தப்புலத்தின் முன்னிலையில் அதன் வேகத்திலிருந்து சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் சுழற்சி அதிர்வெண் சைக்ளோட்ரான் எனப்படும் ஒரு கருவியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது துகள்களை அதிக வேகத்திற்கு முடுக்கிவிட வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. சைக்ளோட்ரான் என்பது இரண்டு வெற்று உலோக அரை சிலிண்டர்கள், டூயண்ட்ஸ் (ஒவ்வொன்றும் ஒரு லத்தீன் எழுத்து D போல வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது), குறுகிய தூரத்தில் ஒருவருக்கொருவர் எதிர்கொள்ளும் நேராக பக்கங்களுடன் வைக்கப்படுகிறது.

சைக்ளோட்ரான் - லோரென்ட்ஸ் படையின் பயன்பாடு.

டூயண்டுகள் ஒரு நிலையான ஒரே மாதிரியான காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்படுகின்றன, அவற்றுக்கிடையே ஒரு மாற்று மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது, இதன் அதிர்வெண் துகள் சுழற்சியின் அதிர்வெண்ணுக்கு சமம், இது காந்தப்புல வலிமை மற்றும் குறிப்பிட்ட கட்டணத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.சுழற்சியின் போது (ஒரு டூயண்டிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறும்போது) இரண்டு முறை மின்சார புலத்திற்கு வெளிப்படும், துகள் ஒவ்வொரு முறையும் துரிதப்படுத்தப்பட்டு, பாதை ஆரம் அதிகரிக்கிறது, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில், தேவையான வேகத்தைப் பெற்ற பிறகு, அது வெளியே பறக்கிறது. துளை வழியாக சாதனம். இந்த வழியில் ஒரு புரோட்டானை 20 MeV ஆற்றலுக்கு முடுக்கிவிட முடியும்மெகா எலக்ட்ரான் வோல்ட்).

மேக்னட்ரான்

மேக்னட்ரான் எனப்படும் ஒரு சாதனம், இது ஒவ்வொன்றிலும் நிறுவப்பட்டுள்ளது நுண்ணலை அடுப்புLorentz சக்தியைப் பயன்படுத்தும் சாதனங்களின் மற்றொரு பிரதிநிதி. உணவு வைக்கப்படும் அடுப்பின் உள் அளவை வெப்பப்படுத்தும் சக்திவாய்ந்த நுண்ணலை புலத்தை உருவாக்க மேக்னட்ரான் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதில் உள்ள காந்தங்கள் சாதனத்தின் உள்ளே இருக்கும் எலக்ட்ரான்களின் பாதையை சரி செய்கிறது.

பூமியின் காந்தப்புலம்

இயற்கையில், லோரென்ட்ஸ் படை மனித குலத்திற்கு மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அதன் இருப்பு பூமியின் காந்தப்புலத்தை விண்வெளியின் கொடிய அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சிலிருந்து மனிதர்களைப் பாதுகாக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த புலம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் கிரகத்தின் மேற்பரப்பில் குண்டு வீசுவதைத் தடுக்கிறது, மேலும் அவை திசையை மாற்றும்படி கட்டாயப்படுத்துகிறது.

தொடர்புடைய கட்டுரைகள்: