Определяне на специфичния заряд на частиците
Определяне на специфичния заряд на частиците
Цел: Да се изследва движението на заредена частица в електрическото и магнитното поле; определяне на специфичен заряд на частиците.
На заредена частица след едновременно магнитни и електрически полета, силата, упражнявана от електрическото поле и Лоренц сила, която зависи от индукция на магнитното поле В и заряда на скоростта на частиците, където ъгълът # 945; - ъгълът между посоката на движение на частиците и вектора на магнитно поле. Първият от тези сили са насочени (в случай на положителен знак заплащане) по протежение на електрическа линия на сила и посоката, определена от второто правило от лявата страна.
Разглеждане на движение на зареден частиците в случай на взаимно перпендикулярни електрически и магнитни полета (фиг. 1). електрическо поле, създадено от зарежда кондензатор вакуум и магнитна - не е показан на фигурата бобината. Да предположим, че магнитното поле е насочено към нас, а електрическото поле - прав. А положително заредени частици започва да се движи по протежение на средната линия на кондензатор. В този случай, силите FE и FB действат в противоположни посоки, първият отдясно, вторият отляво. Ако тези сили са равни по големина, получената сила действа на частицата е нула, и частиците се движат равномерно, летят кондензатора и ще лети от него.
Приравняването сили и като се има предвид, че ъгълът # 945; = 0, ние получаваме. Ако скоростта на частицата е по-малка от тази стойност, "електрически" сила "по-магнитен", и да се е отклонен към дясната плоча. Ако и след това, от друга страна, да се е отклонен към лявата плоча, а също и да лети през кондензатора. Такова устройство може да служи като селектор на скорост, т.е. той може да бъде избран от лъч на частиците само тези, които имат предварително определена скорост, и тези частици могат да имат различни маси и такси. Ако обвинението на частиците е отрицателен, тогава двете сили да променят посоката си, но състоянието на преминаването на частиците през кондензатора остава същата.
Сега помислете движението на частиците в напречна униформа магнитно поле. Ако частицата влиза в магнитното поле е перпендикулярна на линията на сила, след това се подлага на сила на Лоренц, като ъгълът между скоростта и посоката на полето за индукция в този случай е 90 градуса. Тази сила е перпендикулярна на скоростта на частиците и по тази причина не върши работа и не се променя на кинетичната енергия на частицата. Поради тази причина, на величината на скоростта на частиците в магнитното поле е постоянна. Тъй като посоката на движение на частиците се променя, частицата все още има ускорение, което е центростремителна, където се движи на частиците по окръжност, чиято равнина е перпендикулярна на магнитно поле линия. закон на Нютон втората може да се запише като:
където R - радиус на окръжността. От това следва, че радиусът, т.е. е пропорционална на скоростта на частиците. Времето на един оборот на частицата е равна на периферната, т.е. то е независимо от скоростта на частиците. Този имот е използван в ускорител на заредени частици, наречена циклотрон.
От формула (1) може да се получи експресия на специфичен заряд на частиците, т.е. и заряд на частицата на своята маса:
От формула (2), че за определянето на тази стойност трябва да бъде измерена скорост на частиците и радиуса на кръга, по която се движи в магнитно поле, и да се знае големината на магнитната индукция на полето.