Hur uppträder en elektriskt laddad partikel i elektriska och magnetiska fält?

En elektriskt laddad partikel är en partikel,som har en positiv eller negativ laddning. Det kan vara både atomer, molekyler och elementära partiklar. När en elektriskt laddad partikel är i ett elektriskt fält, verkar Coulomb-kraften på den. Värdet av denna kraft, om värdet av fältstyrkan vid en viss punkt är känd, beräknas med följande formel: F = qE.

Och så,

vi bestämde oss för att en elektriskt laddad partikel som befinner sig i ett elektriskt fält rör sig under påverkan av Coulomb-kraften.

Tänk nu på Hall-effekten. Det fann sig experimentellt att ett magnetfält påverkar rörelsen hos laddade partiklar. Magnetisk induktion är den största kraft som verkar på hastigheten hos en sådan partikel av magnetfältet. Den laddade partikelen rör sig vid en enhetshastighet. Om de elektriskt laddade partiklarna kommer att flyga i ett magnetfält vid en förutbestämd hastighet, är den kraft som verkar på den del av fältet vinkelrätt mot hastigheten av partikeln och den magnetiska induktionsvektorn respektive: F = q [v, B]. Eftersom den kraft som verkar på partikelrörelsen är vinkelrät mot hastigheten, och accelerationen, som ges av denna kraft vinkelrätt mot rörelse, är accelerationen normalt. Följaktligen böjes rörets rätlinjära bana när en laddad partikel träffar magnetfältet. Om partikeln flyger parallellt med linjerna med magnetisk induktion, verkar magnetfältet inte på den laddade partikeln. Om hon kommer in vinkelrätt mot linjerna för magnetisk induktion, är den kraft som verkar på partikeln vid ett maximum.

Nu skriver vi ner II Newtons lag: qvB = mv²/ R, eller R = mv / qB, där m är den laddade massanpartikel och R är banans radie. Från denna ekvation följer att partikeln rör sig i ett likformigt fält längs omkretsen av radien. Revolutionsperioden för en laddad partikel längs en cirkel beror således inte på rörelsens hastighet. Det bör noteras att för en elektriskt laddad partikel som fångas i ett magnetfält är den kinetiska energin oförändrad. På grund av det faktum att kraften är vinkelrät mot partikelns rörelse vid någon av punkterna i banan, utför kraften av magnetfältet som verkar på partikeln inte arbete relaterat till rörelsen hos den laddade partikeln.

Kraftens riktning som verkar på rörelsenladdad partikel i ett magnetfält, kan bestämmas med användning av "vänsterhänderets regel". För detta är det nödvändigt att placera den vänstra hand så att fyra fingrar pekande riktningen av hastigheten för en laddad partikel, väl och de magnetiska induktionslinjerna är riktade i handflatan centrum, i detta fall böjda vid 90 grader tumme kommer att visa riktningen för den kraft som verkar på den positivt laddad partikel. Om partikeln har en negativ laddning, kommer kraftens riktning att vara motsatt.

Om en elektriskt laddad partikel faller inregionen av gemensam verkan av magnetiska och elektriska fält, då kommer en kraft som heter Lorentz force att fungera på det: F = qE + q [v, B]. Den första termen avser i detta fall den elektriska komponenten och den andra till den magnetiska komponenten.