A) POHYB NABITÉ ČÁSTICE V HOMOGENNÍM ELEKTROSTATICKÉM POLI
uvažujme pohyb elektronu (částice se záporným nábojem) v homogenním elektrostatickém poli, které vytvoříme mezi deskami nabitého kondenzátoru
možné případy |
nákres |
vztahy a pojmy
|
využití |
směr okamžité rychlosti v částice (elektronu) je rovnoběžný s vektorem E intenzity elektrického pole
navíc: shodný směr |
|
elektrostatická síla působící na elektron mění velikost rychlosti elektronu a
potenciální energie elektrostatického pole se mění na kinetickou energii elektronu
částice (elektron) koná pohyb přímočarý a rovnoměrně zrychlený
|
|
směr okamžité rychlosti v částice (elektronu) je rovnoběžný s vektorem E intenzity elektrického pole
navíc: opačný směr |
|
elektrostatická síla působící na elektron mění velikost rychlosti elektronu a
kinetická energie elektronu se mění na potenciální energii elektrostatického pole
částice (elektron) koná pohyb přímočarý a rovnoměrně zpomalený
|
|
směr okamžité rychlosti v částice (elektronu) je kolmý k vektoru elektrické intenzity E homogenního elektrického pole
|
|
elektrostatická síla působící na částici (elektron) mění směr rychlosti částice (elektronu) a uděluje částici (elektronu) zrychlení ve směru vektoru E
částice (elektron) koná ve směru osy x rovnoměrný pohyb s rychlostí vx a ve směru svislém pohyb rovnoměrné zrychlený
částice (elektron) se pohybuje po křivce (parabole) k desce s opačným nábojem než má částice - obdoba vodorovného vrhu
(gravitační a tíhovou sílu zanedbáváme)
|
|
směr okamžité rychlosti v částice (elektronu) je kolmý k vektoru elektrické intenzity E homogenního elektrického pole
opačná polarita desek než v předchozím případě
|
|
elektrostatická síla působící na částici (elektron) mění směr rychlosti částice (elektronu) a uděluje částici (elektronu) zrychlení ve směru vektoru E
částice (elektron) koná ve směru osy x rovnoměrný pohyb s rychlostí vx a ve směru svislém pohyb rovnoměrné zrychlený
částice (elektron) se pohybuje po křivce (parabole) k desce s opačným nábojem než má částice - obdoba vodorovného vrhu
(gravitační a tíhovou sílu zanedbáváme)
|
|
ÚLOHA:
B) POHYB NABITÉ ČÁSTICE V HOMOGENNÍM MAGNETICKÉM POLI
Na částici s nábojem v magnetickém poli působí magnetická síla o velikosti Fm = B.Q.v.sin α - B je velikost magnetické indukce homogenního magnetického pole
- Q je náboj částice
- α = úhel, který svírá směr magnetické indukce B se směrem rychlosti v pohybu částic
- směr síly je určen Flemingovým pravidlem levé ruky a je kolmá ke směru okamžité rychlosti v částice a vektoru magnetické indukce B
ze vztahu plyne
α = 0° |
α = 90° |
ostatní případy |
Fm = 0
minimální |
Fm = B.Q.v
maximální |
Fm = B.Q.v.sin α |
magnetické pole na pohybující se částici s nábojem Q silově nepůsobí |
magnetické pole působí na částici tak, že zakřivuje její trajektorii do tvaru kružnice
Fm = FS
B.Q.v = (m.v2)/r
potom pro poloměr kružnicové trajektorie platí
r = (mv)/(BQ)
m ... hmotnost částice
v ... rychlost částice
Q ... náboj částice
B ... velikost magnet. indukce hom. mag. pole
Fm = Q.(v x B)
vektorový součin |
částice s nábojem
se pohybuje
po šroubovici
|
Důležitý závěr: magnetická síla působí kolmo na směr pohybu částice a proto nemění velikost okamžité rychlosti částice (měnit se může pouze směr)
ÚLOHA:
V homogenním magnetickém poli, jehož magnetická indukce má velikost B = 0,080 T, je elektron. Určete směr a velikost síly, kterou na něj magnetické pole působí, jestliže elektron - je v klidu
- pohybuje se rychlostí v o velikosti 8 000 m.s-1
a) ve směru indukčních čar b) proti směru indukčních čar c) kolmo na indukční čáry d) ve směru svírajícím s indukčními čarami úhel 120°.
Jednotlivé případy zakreslete do obrázku.
(1) 0 N, 2a) 0 N, 2b) 0 N, 2c) 1,02.10-16 N - před nákresnu, 2d) 8,87.10-17 N - před nákresnu - v případě, že vektor B leží v nákresně a směřuje zleva doprava)
C) POHYB NABITÉ ČÁSTICE V ELEKTRICKÉM I MAGNETICKÉM POLI ZÁROVEŇ
Pohybuje-li se částice s nábojem v elektromagnetickém poli, působí na tuto částici současně- elektrická síla Fe
- magnetická síla Fm
Potom je výsledná síla, která působí na částici dána vektorovým součtem těchto sil:Fe + Fm = FL FL..............LORENTZOVA SÍLA FL = Q.(E + v x B)
ÚLOHY:
NAVÍC PRO ZÁJEMCE:
|