- •Расчёт разветвлённой цепи.Правило кирхгофа
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Магнтное поле движущегося заряда.Сила лоренца
- •Проводник с током в магнитном поле.Закон ампера
- •Сила и моментсил,действующиена контур с током в магнитном поле.
- •Дивергенция и ротор магнитного поля.
- •Магнитное поле соленоида
- •Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Напряженность магнитного поля
- •Магнитное поле в веществе. Виды магнетиков
- •Условия на границе двух магнетиков
- •Уравнения Максвелла
- •Движение заряженных частиц в однородном магитном поле
- •Движение зар.Частиц в однородном электрическом поле
Уравнения Максвелла
|
Название |
Дифференциальная форма |
Интегральная форма |
Примерное словесное выражение |
|
Закон индукции Фарадея |
|
|
Изменение магнитной индукции порождает вихревое электрическое поле |
|
Закон Ампера (с добавкой от Максвелла) |
|
|
Электрический ток и изменение электрической индукции порождают вихревое магнитное поле |
|
Теорема Гаусса |
|
|
Электрический заряд является источником электрической индукции |
|
Теорема Гаусса |
|
|
Магнитная индукция не расходится (не имеет источников) (не применима к монополям) |
Приведенные выше уравнения Максвеллане составляют еще полной системы
уравненийэлектромагнитного
поля, поскольку они не
содержат свойства среды, в которой
возбужденоэлектромагнитное
поле. Соотношения,
связывающие величины
,
,
,
и
,
в которых учитываются индивидуальные
свойства среды называются материальными
уравнениями.
Введённые обозначения:
—
плотность стороннегоэлектрического
заряда(в единицахСИ—Кл/м³)
—
плотностьэлектрического
тока(плотность тока
проводимости) (в единицах СИ —А/м²)
—напряжённость
электрического поля(в
единицах СИ —В/м)
—напряжённость
магнитного поля(в единицах
СИ — А/м)
—электрическая
индукция(в единицах СИ
— Кл/м²)
—магнитная
индукция(в единицах СИ
—Тл=Вб/м²=кг·с-2·А-1)
—
стороннийэлектрический
заряд, заключенный внутри
поверхности
(в
единицах СИ —Кл)
—электрический
ток, проходящий через
поверхность
вызванный
движением свободных зарядов (в единицах
СИ —А)
—
замкнутая двумерная поверхность
—
замкнутый контур
Материальные
уравнения Чтобы
дополнить уравнения Максвелла
до полной системы уравнений электродинамики,
необходимо получить материальные
уравнения, которые связывают величины
,
,
,
,
и
в которых учтены индивидуальные свойства
среды:
,
,![]()
где
—диэлектрическая
проницаемость(в единицах
СИ —Ф/м),
—магнитная
проницаемость(в единицах
СИ —Гн/м)
и
—электропроводностьсреды (в единицах СИ — 1/(Ом·м)).
Движение заряженных частиц в однородном магитном поле
Рассмотрим частный случай, когда нет электрического поля, но имеется магнитное поле. Предположим, что частица, обладающая начальной скоростью u0, попадает в магнитное поле с индукцией B. Это поле мы будем считать однородным и направленным перпендикулярно к скорости u0.

Основные
особенности движения в этом случае
можно выяснить, не прибегал к полному
решению уравнений движения.Действующая
на частицу сила Лоренца всегда
перпендикулярна к скорости движения
частицы. Это значит, что работа силы
Лоренца всегда равна нулю; следовательно,
абсолютное значение скорости движения
частицы, а значит, и энергия частицы
остаются постоянными при движении. Так
как скорость частицы не изменяется, то
величина силы Лоренца
остается
постоянной. Эта сила, будучи
перпендикулярной, к направлению
движения, является центростремительной
силой. Но движение под действием
постоянной по величине центростремительной
силы есть движение по окружности. Радиус
r этой окружности определяется условием
откуда
Если
энергия электрона выражена в эВ и равна
U, то
(3.6)
и поэтому
Кругообразное
движение заряженных частиц в магнитном
поле обладает важной особенностью:
период движения не зависит от энергии
частицы. Действительно, период обращения
равен
![]()
Подставляя сюда вместо r его выражение по формуле (3.6), имеем:
(3.7)
Частота же оказывается равной
Для
данного типа частиц и период, и частота
зависят только от индукции магнитного
поля. Выше мы предполагали, что направление
начальной скорости перпендикулярно к
направлению магнитного поля. Нетрудно
сообразить, какой характер будет иметь
движение, если начальная скорость
ч
астицы
составляет некоторый угол с направлением
поля. В этом случае удобно разложить
скорость на две составляющие, одна из
которых параллельна полю, а другая
перпендикулярна к полю. На частицу
действует сила Лоренца, и частица
движется по окружности, лежащей в
плоскости, перпендикулярной к полю.
Составляющая Ut, не вызывает появления
добавочной силы, так как сила Лоренца
при движении параллельно полю равна
нулю. Поэтому в направлении поля частица
движется по инерции равномерно, со
скоростью
В
результате сложения обоих движений
частица будет двигаться по цилиндрической
спирали. Шаг винта этой спирали равен
подставляя
вместо T его выражение (3.7), имеем:
![]()
