электрон движется по окружности в однородном м. п. перпендикулярно В. Индукция В нарастает и через какое то время электрон стал двигаться по другой орбите. Как при этом будут изменяться: скорость вращения его на круговой орбите? радиус этой орбиты? сила со стороны поля?
Ускорение увеличилось. Как изменились Скорость и Радиус? может быть скорость увеличилась а радиус не имзенился, или радиус уменьшился а скорость постоянна. Чем руководстоваться?
Естественные науки
Центростремительное ускорение типа В1
Во-первых, скорость (по абсолютному значению) электрона не измениться, поскольку сила со стороны магнитного поля будет всегда действовать перпендикулярно скорости.
Определим радиус r окружности, описываемой электроном. Для этого воспользуемся выражением для центростремительной силы, известным из механики: F = mv2/r. Приравняем его значению силы Лоренца F = evH к выражению для этой силы: mv2/r = evH. Теперь из этого уравнения можно найти радиус: r= mv/(eH). Поскольку Н - напряженность, пропорциональна индукции магнитного поля (Н=В*constanta), то при увеличении магнитной индукции, радиус орбиты электорна уменьшится.
v2- квадрат скорости электрона
F- сила
m- масса электрона
r- радиус орбиты электрона
е- заряд электрона
Определим радиус r окружности, описываемой электроном. Для этого воспользуемся выражением для центростремительной силы, известным из механики: F = mv2/r. Приравняем его значению силы Лоренца F = evH к выражению для этой силы: mv2/r = evH. Теперь из этого уравнения можно найти радиус: r= mv/(eH). Поскольку Н - напряженность, пропорциональна индукции магнитного поля (Н=В*constanta), то при увеличении магнитной индукции, радиус орбиты электорна уменьшится.
v2- квадрат скорости электрона
F- сила
m- масса электрона
r- радиус орбиты электрона
е- заряд электрона
Руководствуйся тем, чему учили в школе: на тело, движущееся по окружности, действует равнодействующая всех сил, называемая центростремительной.
В данном случае, если исключить силу тяжести (не тяготения, а именно тяжести) , на электрон действует сила Лоренца. Приравниваем ее и центростремительную, поскольку именно она и является центростремительной.
Поле растет, растет и сила Лоренца (центростремительная сила) . А как она для движения электрона как обычного тела по окружности связана со скоростью его вращения и радиусом окружности? Пропорциональна квадрату угловой скорости и радиусу.
Предположим, поле изменилось скачком. Сила Лоренца стала больше, чем необходимо электрону на движения по этой окружности, и теперь лишь ее часть выполняет функции центростремительной. Но электрон инерционен, он не может мгновенно перескочить в пространстве, а отреагировать обязан. Его излишек силы поведет к центру. Следовательно, радиус начнет уменьшаться, а скорость вращения увеличиваться. В конце концов скорость вращения увеличится и ей придется еще ответить за уменьшение радиуса.
Давай на примере. Сначала имеем R и w. Индукция увеличилась в 2 раза.
Было: Fц = Fл = m*w^2*R. Стало 2Fл и новая F’ц:
F’ц = 2Fл = m*(2w)^2*R/2 = (m)*4(w^2)*(R)/2 = 2(m*w^2*R) = 2Fц
Отсюда видно, что скорость вращения увеличится в 2 раза, радиус в 2 раза уменьшится. Линейная скорость (w*R = w’*R’ = 2w*R/2) не изменится, поскольку сила (в данном случае Лоренца) , перпендикулярная перемещению, работы не совершает.
Если поле еще увеличивать, получим циклотрон: электрон будет так крутиться, что начнет излучать, что в циклотроне и наблюдают.
В данном случае, если исключить силу тяжести (не тяготения, а именно тяжести) , на электрон действует сила Лоренца. Приравниваем ее и центростремительную, поскольку именно она и является центростремительной.
Поле растет, растет и сила Лоренца (центростремительная сила) . А как она для движения электрона как обычного тела по окружности связана со скоростью его вращения и радиусом окружности? Пропорциональна квадрату угловой скорости и радиусу.
Предположим, поле изменилось скачком. Сила Лоренца стала больше, чем необходимо электрону на движения по этой окружности, и теперь лишь ее часть выполняет функции центростремительной. Но электрон инерционен, он не может мгновенно перескочить в пространстве, а отреагировать обязан. Его излишек силы поведет к центру. Следовательно, радиус начнет уменьшаться, а скорость вращения увеличиваться. В конце концов скорость вращения увеличится и ей придется еще ответить за уменьшение радиуса.
Давай на примере. Сначала имеем R и w. Индукция увеличилась в 2 раза.
Было: Fц = Fл = m*w^2*R. Стало 2Fл и новая F’ц:
F’ц = 2Fл = m*(2w)^2*R/2 = (m)*4(w^2)*(R)/2 = 2(m*w^2*R) = 2Fц
Отсюда видно, что скорость вращения увеличится в 2 раза, радиус в 2 раза уменьшится. Линейная скорость (w*R = w’*R’ = 2w*R/2) не изменится, поскольку сила (в данном случае Лоренца) , перпендикулярная перемещению, работы не совершает.
Если поле еще увеличивать, получим циклотрон: электрон будет так крутиться, что начнет излучать, что в циклотроне и наблюдают.
Похожие вопросы
- Что характеризует собой центростремительное ускорение?
- центростремительное ускорение (вопрос внутри)
- объясните мне почему при центростремительном ускорении ускорение направлено к центру окружности а не Наоборот?
- Действует ли на тело, находящееся на Земле, центростремительное ускорение?
- что такое центростремительное ускорение? что такое центростремительное ускорение?
- почему при равномерном движении тела по окружности появляется центростремительное ускорение тела
- Почему если раскрутить груз на резинке, то с какой стати центростремительное ускорение ( только название ) будет
- Физика. Найдите центростремительное ускорение луны
- Если тело вращается по кругу равномерно, то у него есть только центростремительное ускорение.
- роль Центростремительного ускорения в механике.