25. Сила Ампера и сила Лоренца.

С ила Лоренца: В электрическом поле на заряженную частицу действует сила Кулона F_e=QE; При движении в МП на нее действует сила F_m=Q[v∙B]; Эта сила вычисляется по правилу левой руки: Модуль этой силы F_m=QvBsinα; где α – угол между векторами v и B. Сила Лоренца: F=F_e+F_m=Q(E+[v∙B]; Разделение силы на Э и М составляющие без указания СО смысла не имеет;

С ила Ампера: Рассмотрим проводник с током в магнитном поле. Пусть q – заряд частицы; υ – ее скорость; n – концентрация носителей тока; Рассмотрим небольшой участок проводника длиной ΔL, который заряд проходит за время Δt. Заряд, проходящий через поперечное сечение проводника На него действует сила Лоренца: ; => dF_A=I - – сила, действующая на элемент тока в м.п.(сила Ампера);

Р ассмотрим взаимодействие двух прямых бесконечных токов F_A=I₂B₁Lsinα; B₁=μμ₀ ; Сила взаимодействия, в расчете на единицу длины проводников F_A= μμ₀ ;=> μ₀=4π∙10^-7 Гн/м.

К онтур с током в МП: Известно, что прямоугольная рамка с током поворачивается так, что ее плоскость располагается перпендикулярно вектору В. Найдем выражение для момента сил, действующих на рамку в однородном магнитном поле. F₂=F₃=BIa; Эти силы образуют пару сил, момент которой: M=F₁₂l=F₃₄l, где l=bsinα; Тогда M=BIab ∙sinα=BISsinα=p_mBsinα(p_m,B); => M=[p_m∙B]; Рассмотрим два случая, когда M = 0; 1) векторы p_m и B параллельны: Выведение рамки из этого положения приводит к появлению вращающего момента, который стремится вернуть рамку в исходное положение. В этом случае равновесие будет устойчивым; 2) векторы p_m и B антипараллельны; В этом случае равновесие будет неустойчивым; Явление вращения рамки с током в МП используется при создании электродвигателей и других электроизмерительных приборов.

26. Релятивистская природа магнитного поля.

Рассмотрим неподвижный проводник с током. При пропускании тока он остается электронейтральным; n«+»=n«-»;Пусть V – скорость заряда Q; Перейдем в СО, в которой Q неподвижен V+=V; V-=V+v; υ – скорость дрейфа; Сокращение длины: L=L₀ линейная плотность зарядов на проводнике: τ=(+)τ+(-)τ=(+)τ[ ; где знак «–» означает, что для (+)Q проводник является заряженным отрицательно. Поле заряженной нити: E= ; Сила взаимодействия: F_k=QE=-Q ; Сравним полученное выражение с выражением для силы Лоренца: F_m=|Q[V∙B]|=QVB => QVB=QVB.

2 7. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном поле.

1) v||E; На частицу действует сила Кулона F_e=qE; При прохождении разности потенциалов ; эта сила совершает работу, изменяя кинетическую энергию частицы ; 1 эВ = 1,6·10^–19 Кл; Принцип действия электронной пушки: а) а<<c: ; б) υ ~ с: m₀ – масса покоя частицы; E₀=m₀c² – энергия покоя частицы; Кин.энергия: E_kin=E-E₀=(m-m₀)c²; 2) v перпед E – движение заряда перпендикулярно полю; II-й з-н Ньютона: qE=ma; Траектория частицы – парабола и конечная скорость частицы отличается от начальной. Отклонение пучка в электрическом поле существенно зависит от удельного заряда частиц q/m.

В МП: Пусть частица со скоростью v=(Vx;Vy;Vz); влетела в магнитное поле B=(B;0;0)=const; Найдем уравнение движения заряда: Запишем II-й закон Ньютона qE+q[v∙B]=ma; a= ;