गतिकी के मूल नियम। न्यूटन के नियम - पहला, दूसरा, तीसरा। गैलीलियो का सापेक्षता का सिद्धांत। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम। गुरुत्वाकर्षण। लोच की ताकतें। वज़न। घर्षण बल - तरल और गैसों में आराम, सरकना, लुढ़कना + घर्षण।

गतिकी। बुनियादी अवधारणाओं। एकसमान सीधा गति। वर्दी आंदोलन। एकसमान वृत्तीय गति। संदर्भ प्रणाली। प्रक्षेपवक्र, विस्थापन, पथ, गति का समीकरण, गति, त्वरण, रैखिक और कोणीय वेग के बीच संबंध।

सरल तंत्र। लीवर (पहली तरह का लीवर और दूसरी तरह का लीवर)। ब्लॉक (फिक्स्ड ब्लॉक और मूवेबल ब्लॉक)। इच्छुक विमान। हाइड्रॉलिक प्रेस। यांत्रिकी का सुनहरा नियम

यांत्रिकी में संरक्षण कानून। यांत्रिक कार्य, शक्ति, ऊर्जा, संवेग संरक्षण का नियम, ऊर्जा संरक्षण का नियम, ठोसों का संतुलन

वृत्ताकार आंदोलन। एक वृत्त में गति का समीकरण। कोणीय गति। सामान्य = अभिकेन्द्र त्वरण। अवधि, परिसंचरण की आवृत्ति (रोटेशन)। रैखिक और कोणीय वेग के बीच संबंध

यांत्रिक कंपन। मुक्त और मजबूर कंपन। हार्मोनिक कंपन। लोचदार दोलन। गणितीय पेंडुलम। हार्मोनिक कंपन के दौरान ऊर्जा परिवर्तन

यांत्रिक तरंगें। वेग और तरंग दैर्ध्य। यात्रा तरंग समीकरण। तरंग परिघटनाएं (विवर्तन, व्यतिकरण...)

हाइड्रोमैकेनिक्स और एरोमैकेनिक्स। दबाव, हाइड्रोस्टेटिक दबाव। पास्कल का नियम। हाइड्रोस्टैटिक्स का मूल समीकरण। संचारी जहाजों। आर्किमिडीज का कानून। नौकायन की स्थिति दूरभाष। तरल बहाव। बर्नौली का नियम। टोरिसेली सूत्र

आणविक भौतिकी। आईसीटी के बुनियादी प्रावधान। बुनियादी अवधारणाएं और सूत्र। एक आदर्श गैस के गुण। एमकेटी का मूल समीकरण। तापमान। एक आदर्श गैस के लिए राज्य का समीकरण। मेंडलीफ-क्लेपेरॉन समीकरण। गैस के नियम - समतापी, समदाब, समद्विबाहु

तरंग प्रकाशिकी। प्रकाश का कणिका-तरंग सिद्धांत। प्रकाश के तरंग गुण। प्रकाश का फैलाव। हल्का हस्तक्षेप। हाइजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत। प्रकाश का विवर्तन। प्रकाश ध्रुवीकरण

ऊष्मप्रवैगिकी। आंतरिक ऊर्जा। काम। ऊष्मा की मात्रा। थर्मल घटना। ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम। विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए उष्मागतिकी के पहले नियम का अनुप्रयोग। गर्मी संतुलन समीकरण। ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम। हीट इंजन

इलेक्ट्रोस्टैटिक्स। बुनियादी अवधारणाओं। आवेश। विद्युत आवेश के संरक्षण का नियम। कूलम्ब का नियम। सुपरपोजिशन का सिद्धांत। करीबी कार्रवाई का सिद्धांत। विद्युत क्षेत्र की क्षमता। संधारित्र।

लगातार विद्युत प्रवाह। सर्किट सेक्शन के लिए ओम का नियम। संचालन और डीसी शक्ति। जूल-लेन्ज़ कानून। पूर्ण परिपथ के लिए ओम का नियम। फैराडे का इलेक्ट्रोलिसिस का नियम। विद्युत सर्किट - सीरियल और समानांतर कनेक्शन। किरचॉफ के नियम।

विद्युत चुम्बकीय कंपन। मुक्त और मजबूर विद्युत चुम्बकीय दोलन। ऑसिलेटरी सर्किट। प्रत्यावर्ती विद्युत धारा। एसी सर्किट में संधारित्र। एक प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में एक प्रारंभ करनेवाला ("सोलेनॉइड")।

विद्युतचुम्बकीय तरंगें। विद्युत चुम्बकीय तरंग की अवधारणा। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के गुण। लहर घटना

तुम अभी यहां हो:एक चुंबकीय क्षेत्र। चुंबकीय प्रेरण वेक्टर। गिलेट नियम। एम्पीयर का नियम और एम्पीयर का बल। लोरेंत्ज़ बल। बाएं हाथ का नियम। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण, चुंबकीय प्रवाह, लेनज़ का नियम, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम, स्व-प्रेरण, चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा

क्वांटम भौतिकी। प्लैंक की परिकल्पना। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना। आइंस्टीन का समीकरण। फोटोन। बोहर का क्वांटम अभिधारणा करता है।

सापेक्षता के सिद्धांत के तत्व। सापेक्षता के सिद्धांत के अभिधारणाएँ। एक साथ सापेक्षता, दूरियां, समय अंतराल। वेगों के योग का सापेक्षिक नियम। गति पर द्रव्यमान की निर्भरता। आपेक्षिक गतिकी का मूल नियम...

प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष माप की त्रुटियां। निरपेक्ष, सापेक्ष त्रुटि। व्यवस्थित और यादृच्छिक त्रुटियां। मानक विचलन (त्रुटि)। विभिन्न कार्यों के अप्रत्यक्ष माप की त्रुटियों को निर्धारित करने के लिए तालिका।

लेकिन वर्तमान और फिर

क्योंकिएन एसडी मैं – मात्रा में शुल्कों की संख्या एसडी मैं, तब एक शुल्क के लिए

या

,

(2.5.2)

लोरेंत्ज़ बल – एक गतिमान धनात्मक आवेश पर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा लगाया गया बल(यहाँ धन आवेश वाहकों की क्रमबद्ध गति की गति है). लोरेंत्ज़ बल मापांक:

,

(2.5.3)

जहाँ α के बीच का कोण है और ।

(2.5.4) से यह देखा जा सकता है कि रेखा के अनुदिश गतिमान आवेश पर बल () का प्रभाव नहीं पड़ता है।

लोरेंज हेंड्रिक एंटोन(1853-1928) - डच सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, शास्त्रीय इलेक्ट्रॉन सिद्धांत के निर्माता, नीदरलैंड विज्ञान अकादमी के सदस्य। उन्होंने एक ढांकता हुआ के घनत्व के लिए पारगम्यता से संबंधित एक सूत्र प्राप्त किया, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (लोरेंत्ज़ बल) में एक गतिमान आवेश पर कार्य करने वाले बल के लिए एक अभिव्यक्ति दी, तापीय चालकता पर किसी पदार्थ की विद्युत चालकता की निर्भरता को समझाया, और विकसित किया प्रकाश फैलाव का सिद्धांत। गतिमान पिंडों के विद्युतगतिकी का विकास किया। 1904 में, उन्होंने संदर्भ के दो अलग-अलग जड़त्वीय फ्रेम (लोरेंत्ज़ ट्रांसफ़ॉर्मेशन) में एक ही घटना के निर्देशांक और समय से संबंधित सूत्र प्राप्त किए।

लोरेंत्ज़ बल को उस तल के लंबवत निर्देशित किया जाता है जिसमें सदिश स्थित होते हैं और । एक चलती सकारात्मक चार्ज के लिए बाएं हाथ का नियम लागू होता है या« गिलेट नियम» (चित्र। 2.6)।

ऋणात्मक आवेश के लिए बल की दिशा विपरीत होती है, इसलिए दाहिने हाथ का नियम इलेक्ट्रॉनों पर लागू होता है.

चूंकि लोरेंत्ज़ बल गतिमान आवेश के लंबवत निर्देशित होता है, अर्थात। सीधा ,इस बल द्वारा किया गया कार्य हमेशा शून्य होता है . इसलिए, एक आवेशित कण पर कार्य करते हुए, लोरेंत्ज़ बल कण की गतिज ऊर्जा को नहीं बदल सकता है।

अक्सर लोरेंत्ज़ बल विद्युत और चुंबकीय बलों का योग है:

,

(2.5.4)

यहां विद्युत बल कण को ​​तेज करता है, उसकी ऊर्जा को बदलता है।

प्रतिदिन हम एक टेलीविजन स्क्रीन पर गतिमान आवेश पर चुंबकीय बल के प्रभाव को देखते हैं (चित्र 2.7)।

स्क्रीन के समतल के साथ इलेक्ट्रॉन बीम की गति विक्षेपक कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र से प्रेरित होती है। यदि आप स्क्रीन के समतल पर एक स्थायी चुंबक लाते हैं, तो छवि में दिखाई देने वाली विकृतियों द्वारा इलेक्ट्रॉन बीम पर इसके प्रभाव को नोटिस करना आसान है।

आवेशित कण त्वरक में लोरेंत्ज़ बल की क्रिया को खंड 4.3 में विस्तार से वर्णित किया गया है।

परिभाषा 1

एक चुंबकीय क्षेत्र बी, एफ = आई बी Δ एल पाप α में स्थित एक निश्चित वर्तमान ताकत के साथ कंडक्टर के एक हिस्से पर अभिनय करने वाले एम्पीयर बल को विशिष्ट चार्ज वाहक पर अभिनय करने वाले बलों के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है।

मान लीजिए कि वाहक आवेश को q के रूप में निरूपित किया जाता है, और n चालक में मुक्त आवेश वाहकों की सांद्रता का मान है। इस मामले में, उत्पाद n q S, जिसमें S कंडक्टर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है, कंडक्टर में प्रवाहित होने वाली धारा के बराबर है, और में वाहक के आदेशित गति की गति का मापांक है कंडक्टर:

मैं = क्यू · एन · · एस।

परिभाषा 2

सूत्र एम्पीयर बलनिम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है:

एफ = क्यू एन एस Δ एल υ बी पाप α।

इस तथ्य के कारण कि एक क्रॉस सेक्शन S और लंबाई l वाले कंडक्टर में फ्री चार्ज कैरियर्स की कुल संख्या N उत्पाद n S l के बराबर है, एक चार्ज कण पर अभिनय करने वाला बल अभिव्यक्ति के बराबर है: F L \ u003d क्यू υ बी पाप α।

पाई जाने वाली शक्ति कहलाती है लोरेंत्ज़ बल. उपरोक्त सूत्र में कोण α चुंबकीय प्रेरण वेक्टर B → और गति → के बीच के कोण के बराबर है।

लोरेंट्ज़ बल की दिशा, जो धनात्मक आवेश वाले कण पर कार्य करती है, उसी प्रकार एम्पीयर बल की दिशा, गिलेट नियम द्वारा या बाएँ हाथ के नियम का उपयोग करके पाई जाती है। एक धनात्मक आवेश वाले कण के लिए सदिश → , B → और F L → की पारस्परिक व्यवस्था अंजीर में चित्रित की गई है। एक । अठारह । एक ।

चित्र 1 । अठारह । एक । वैक्टर → , B → और F Л → की पारस्परिक व्यवस्था। लोरेंत्ज़ बल मापांक F L → संख्यात्मक रूप से वैक्टर ν → और B → और चार्ज q पर बने समांतर चतुर्भुज के क्षेत्र के उत्पाद के बराबर है।

लोरेंत्ज़ बल को सामान्य रूप से निर्देशित किया जाता है, अर्थात वैक्टर के लंबवत ν → और बी →.

लोरेंत्ज़ बल तब काम नहीं करता है जब कोई आवेश ले जाने वाला कण चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है। यह तथ्य इस तथ्य की ओर ले जाता है कि कण गति की शर्तों के तहत वेग वेक्टर का मापांक भी इसके मूल्य को नहीं बदलता है।

यदि कोई आवेशित कण लोरेंत्ज़ बल की क्रिया के तहत एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है, और उसका वेग ν → एक विमान में निहित है जो सामान्य रूप से वेक्टर के संबंध में निर्देशित होता है बी →, तो कण एक निश्चित त्रिज्या के एक वृत्त के साथ आगे बढ़ेगा, जिसकी गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाएगी:

इस मामले में लोरेंत्ज़ बल का उपयोग अभिकेन्द्रीय बल के रूप में किया जाता है (चित्र 1.18.2)।

चित्र 1 । अठारह । 2. एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कण की वृत्तीय गति।

एक समान चुंबकीय क्षेत्र में एक कण की क्रांति की अवधि के लिए, निम्नलिखित अभिव्यक्ति मान्य होगी:

टी = 2 π आर υ = 2 एम क्यू बी।

यह सूत्र स्पष्ट रूप से किसी दिए गए द्रव्यमान m के आवेशित कणों की वेग υ और प्रक्षेपवक्र R की त्रिज्या पर निर्भरता की अनुपस्थिति को प्रदर्शित करता है।

परिभाषा 3

एक वृत्ताकार पथ पर गतिमान आवेशित कण के कोणीय वेग का सूत्र नीचे दिया गया है:

= υ आर = υ क्यू बी एम υ = क्यू बी एम।

यह नाम धारण करता है साइक्लोट्रॉन आवृत्ति. यह भौतिक मात्रा कण की गति पर निर्भर नहीं करती है, जिससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह उसकी गतिज ऊर्जा पर भी निर्भर नहीं करता है।

परिभाषा 4

यह परिस्थिति साइक्लोट्रॉन में अपना आवेदन पाती है, अर्थात् भारी कणों (प्रोटॉन, आयन) के त्वरक में।

आकृति 1। अठारह । 3 साइक्लोट्रॉन का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाता है।

चित्र 1 । अठारह । 3. साइक्लोट्रॉन के निर्वात कक्ष में आवेशित कणों की गति।

परिभाषा 5

डुआंतो- यह एक खोखला धातु का आधा सिलेंडर है जिसे साइक्लोट्रॉन में दो त्वरित डी-आकार के इलेक्ट्रोड में से एक के रूप में एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के ध्रुवों के बीच एक निर्वात कक्ष में रखा जाता है।

डीज़ पर एक वैकल्पिक विद्युत वोल्टेज लगाया जाता है, जिसकी आवृत्ति साइक्लोट्रॉन आवृत्ति के बराबर होती है। कुछ आवेश वाले कणों को निर्वात कक्ष के केंद्र में अंतःक्षेपित किया जाता है। डीज़ के बीच की खाई में, वे एक विद्युत क्षेत्र के कारण त्वरण का अनुभव करते हैं। डीज़ के अंदर के कण, अर्धवृत्त के साथ चलने की प्रक्रिया में, लोरेंत्ज़ बल की क्रिया का अनुभव करते हैं। बढ़ती हुई कण ऊर्जा के साथ अर्धवृत्त की त्रिज्या बढ़ती है। अन्य सभी त्वरक की तरह, साइक्लोट्रॉन में एक आवेशित कण का त्वरण एक विद्युत क्षेत्र को लागू करके प्राप्त किया जाता है, और एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा एक प्रक्षेपवक्र पर इसकी अवधारण। साइक्लोट्रॉन 20 MeV के करीब ऊर्जा के लिए प्रोटॉन को तेज करना संभव बनाते हैं।

विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए कई उपकरणों में सजातीय चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, उन्होंने तथाकथित मास स्पेक्ट्रोमीटर में अपना आवेदन पाया है।

परिभाषा 6

मास स्पेक्ट्रोमीटर- ये ऐसे उपकरण हैं, जिनके उपयोग से हम आवेशित कणों, यानी विभिन्न परमाणुओं के आयनों या नाभिकों के द्रव्यमान को माप सकते हैं।

इन उपकरणों का उपयोग आइसोटोप को अलग करने के लिए किया जाता है (एक ही चार्ज वाले परमाणुओं के नाभिक, लेकिन अलग-अलग द्रव्यमान, उदाहरण के लिए, Ne 20 और Ne 22)। अंजीर पर। एक । अठारह । 4 मास स्पेक्ट्रोमीटर का सबसे सरल संस्करण दिखाता है। स्रोत S से निकलने वाले आयन कई छोटे छिद्रों से होकर गुजरते हैं, जो एक साथ मिलकर एक संकीर्ण बीम बनाते हैं। उसके बाद, वे गति चयनकर्ता में प्रवेश करते हैं, जहां कण पार किए गए सजातीय विद्युत क्षेत्रों में चलते हैं, जो एक फ्लैट संधारित्र की प्लेटों और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच बनाए जाते हैं, जो एक विद्युत चुंबक के ध्रुवों के बीच की खाई में दिखाई देते हैं। आवेशित कणों का प्रारंभिक वेग → वैक्टर E → और B → के लंबवत निर्देशित होता है।

एक कण जो पार किए गए चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों में चलता है, विद्युत बल q E → और लोरेंत्ज़ चुंबकीय बल के प्रभावों का अनुभव करता है। शर्तों के तहत जब E = B पूरा होता है, तो ये बल एक दूसरे को पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करते हैं। इस मामले में, कण समान रूप से और आयताकार रूप से आगे बढ़ेगा और, संधारित्र के माध्यम से बहते हुए, स्क्रीन में छेद से गुजरेगा। विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के दिए गए मानों के लिए, चयनकर्ता उन कणों का चयन करेगा जो υ = E B की गति से चलते हैं।

इन प्रक्रियाओं के बाद, समान वेग वाले कण एक समान चुंबकीय क्षेत्र B → मास स्पेक्ट्रोमीटर कक्षों में प्रवेश करते हैं। लोरेंत्ज़ बल की क्रिया के तहत कण चुंबकीय क्षेत्र के विमान के लंबवत कक्ष में चलते हैं। उनके प्रक्षेप पथ त्रिज्या आर = एम υ क्यू बी "के साथ मंडल हैं। और बी के ज्ञात मूल्यों के साथ प्रक्षेपवक्र के त्रिज्या को मापने की प्रक्रिया में, हम अनुपात q मीटर निर्धारित करने में सक्षम हैं। समस्थानिकों के मामले में, अर्थात् q 1 = q 2 की स्थिति के तहत, मास स्पेक्ट्रोमीटर विभिन्न द्रव्यमान वाले कणों को अलग कर सकता है।

आधुनिक मास स्पेक्ट्रोमीटर की सहायता से, हम आवेशित कणों के द्रव्यमान को 10 - 4 से अधिक सटीकता के साथ मापने में सक्षम हैं।

चित्र 1 । अठारह । 4. वेग चयनकर्ता और मास स्पेक्ट्रोमीटर।

मामले में जब कण वेग υ → में चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के साथ एक घटक → होता है, तो एक समान चुंबकीय क्षेत्र में ऐसा कण एक सर्पिल गति करेगा। इस तरह के एक सर्पिल आर की त्रिज्या चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर → के लंबवत घटक के मॉड्यूलस पर निर्भर करती है, और सर्पिल पी की पिच अनुदैर्ध्य घटक के मॉड्यूलस पर निर्भर करती है (चित्र 1। 18। 5 )

चित्र 1 । अठारह । 5 . एक समान चुंबकीय क्षेत्र में एक सर्पिल में आवेशित कण की गति।

इसके आधार पर, हम कह सकते हैं कि आवेशित कण का प्रक्षेप पथ चुंबकीय प्रेरण की तर्ज पर "हवाओं" के अर्थ में होता है। इस घटना का उपयोग उच्च तापमान वाले प्लाज्मा के चुंबकीय थर्मल इन्सुलेशन के लिए प्रौद्योगिकी में किया जाता है - लगभग 10 6 K के तापमान पर पूरी तरह से आयनित गैस। नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करते समय, एक समान अवस्था में एक पदार्थ "टोकामक" प्रकार की सुविधाओं में प्राप्त किया जाता है। प्लाज्मा को कक्ष की दीवारों को नहीं छूना चाहिए। एक विशेष विन्यास का चुंबकीय क्षेत्र बनाकर थर्मल इन्सुलेशन प्राप्त किया जाता है। आकृति 1। अठारह । 6 एक उदाहरण के रूप में एक चुंबकीय "बोतल" (या जाल) में आवेश-वाहक कण के प्रक्षेपवक्र को दिखाता है।

चित्र 1 । अठारह । 6. चुंबकीय बोतल। आवेशित कण इसकी सीमा से आगे नहीं जाते हैं। दो गोल करंट कॉइल का उपयोग करके आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जा सकता है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में भी यही घटना घटित होती है, जो बाहरी अंतरिक्ष से आवेश-वाहक कणों के प्रवाह से सभी जीवित चीजों की रक्षा करती है।

परिभाषा 7

अंतरिक्ष से तेजी से आवेशित कण, ज्यादातर सूर्य से, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा "अवरोधित" होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विकिरण बेल्ट (चित्र। 1। 18। 7) का निर्माण होता है, जिसमें कण, जैसे कि चुंबकीय जाल में, वापस चले जाते हैं और एक सेकंड के एक अंश में उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों के बीच सर्पिल प्रक्षेपवक्र के साथ आगे।

एक अपवाद ध्रुवीय क्षेत्र हैं, जिसमें कुछ कण वायुमंडल की ऊपरी परतों में टूट जाते हैं, जिससे "अरोरस" जैसी घटना का उदय हो सकता है। पृथ्वी की विकिरण पेटियाँ हमारे ग्रह की लगभग 500 किमी की दूरी से लेकर दसियों त्रिज्या तक फैली हुई हैं। यह याद रखने योग्य है कि पृथ्वी का दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव ग्रीनलैंड के उत्तर-पश्चिम में उत्तरी भौगोलिक ध्रुव के पास स्थित है। स्थलीय चुंबकत्व की प्रकृति का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है।

चित्र 1 । अठारह । 7. पृथ्वी के विकिरण बेल्ट। सूर्य से तेजी से चार्ज होने वाले कण, ज्यादातर इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन, विकिरण बेल्ट के चुंबकीय जाल में फंस जाते हैं।

वायुमंडल की ऊपरी परतों में उनका आक्रमण संभव है, जो "उत्तरी रोशनी" की उपस्थिति का कारण है।

चित्र 1 । अठारह । आठ । चुंबकीय क्षेत्र में आवेश गति का मॉडल।

चित्र 1 । अठारह । नौ । मास स्पेक्ट्रोमीटर मॉडल।

चित्र 1 । अठारह । दस । गति चयनकर्ता मॉडल।

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गतिमान आवेशित कणों पर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा की जाने वाली क्रिया का प्रौद्योगिकी में बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, टीवी कीनेस्कोप में इलेक्ट्रॉन बीम का विक्षेपण एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके किया जाता है, जो विशेष कॉइल द्वारा बनाया जाता है। कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, आवेशित कणों के पुंजों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जाता है।

एक नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के कार्यान्वयन के लिए वर्तमान में बनाई गई प्रायोगिक सुविधाओं में, प्लाज्मा पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया का उपयोग इसे एक कॉर्ड में घुमाने के लिए किया जाता है जो कार्य कक्ष की दीवारों को नहीं छूता है। एक समान चुंबकीय क्षेत्र में एक वृत्त में आवेशित कणों की गति और कण की गति से इस तरह के आंदोलन की अवधि की स्वतंत्रता का उपयोग आवेशित कणों के चक्रीय त्वरक में किया जाता है - साइक्लोट्रॉन।

लोरेंत्ज़ बल की क्रिया का उपयोग उपकरणों में भी किया जाता है मास स्पेक्ट्रोग्राफ, जो आवेशित कणों को उनके विशिष्ट आवेशों के अनुसार अलग करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

सबसे सरल मास स्पेक्ट्रोग्राफ की योजना चित्र 1 में दिखाई गई है।

कक्ष 1 में, जहां से हवा निकाली जाती है, एक आयन स्रोत 3 होता है। कक्ष को एक समान चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, जिसके प्रत्येक बिंदु पर प्रेरण \(~\vec B\) के तल के लंबवत होता है। ड्राइंग और हमारी ओर निर्देशित (चित्र 1 में यह क्षेत्र मंडलियों द्वारा दर्शाया गया है)। इलेक्ट्रोड ए एच बी के बीच एक त्वरित वोल्टेज लगाया जाता है, जिसके प्रभाव में स्रोत से उत्सर्जित आयन त्वरित होते हैं और प्रेरण लाइनों के लंबवत एक निश्चित गति से चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करते हैं। एक वृत्त के चाप के अनुदिश चुंबकीय क्षेत्र में चलते हुए, आयन फोटोग्राफिक प्लेट 2 पर गिरते हैं, जिससे त्रिज्या निर्धारित करना संभव हो जाता है। आरयह चाप। चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण को जानना परऔर गति υ आयनों, सूत्र के अनुसार

\(~\frac q m = \frac (v)(RB)\)

आयनों का विशिष्ट आवेश निर्धारित किया जा सकता है। और यदि किसी आयन का आवेश ज्ञात हो तो उसके द्रव्यमान की गणना की जा सकती है।

साहित्य

हाई स्कूल में अक्सेनोविच एल.ए. भौतिकी: सिद्धांत। कार्य। टेस्ट: प्रो. सामान्य प्रदान करने वाले संस्थानों के लिए भत्ता। वातावरण, शिक्षा / एल.ए. अक्सनोविच, एन.एन. रकीना, के.एस. फ़ारिनो; ईडी। के एस फरिनो। - एमएन .: अदुकात्सिया और व्यखवन्ने, 2004. - सी। 328।

« भौतिकी - ग्रेड 11 "

चुंबकीय क्षेत्र गतिमान आवेशित कणों पर बल के साथ कार्य करता है, जिसमें धारावाही चालक भी शामिल हैं।
एक कण पर लगने वाला बल क्या है?

1.
चुंबकीय क्षेत्र द्वारा गतिमान आवेशित कण पर लगने वाले बल को कहा जाता है लोरेंत्ज़ बलमहान डच भौतिक विज्ञानी एक्स लोरेंज के सम्मान में, जिन्होंने पदार्थ की संरचना का इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत बनाया।
लोरेंत्ज़ बल को एम्पीयर के नियम का उपयोग करके पाया जा सकता है।

लोरेंत्ज़ बल मापांकलंबाई Δl के कंडक्टर के एक खंड पर अभिनय करने वाले बल F के मापांक के अनुपात के बराबर है, कंडक्टर के इस खंड में एक व्यवस्थित तरीके से चलने वाले आवेशित कणों की संख्या N के बराबर है:

चूंकि चुंबकीय क्षेत्र से कंडक्टर के खंड पर कार्य करने वाला बल (एम्पीयर बल)
के बराबर है एफ=| मैं | बिल पाप α,
और कंडक्टर में करंट है मैं = क्यूएनवीएस
कहाँ पे
क्यू - कण चार्ज
n कणों की सांद्रता है (अर्थात प्रति इकाई आयतन पर आवेशों की संख्या)
वी - कणों की गति
S कंडक्टर का क्रॉस सेक्शन है।

तब हमें मिलता है:
प्रत्येक गतिमान आवेश चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होता है लोरेंत्ज़ बलके बराबर:

जहां α वेग वेक्टर और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के बीच का कोण है।

लोरेंत्ज़ बल सदिशों के लंबवत है और .

2.
लोरेंत्ज़ बल की दिशा

लोरेंत्ज़ बल की दिशा उसी का उपयोग करके निर्धारित की जाती है बाएं हाथ के नियम, जो एम्पीयर बल की दिशा है:

यदि बायां हाथ इस तरह रखा गया है कि चुंबकीय प्रेरण का घटक, आवेश वेग के लंबवत, हथेली में प्रवेश करता है, और चार फैली हुई उंगलियां धनात्मक आवेश (नकारात्मक की गति के विरुद्ध) की गति के साथ निर्देशित होती हैं, तो अंगूठा मुड़ा हुआ होता है 90 ° से चार्ज F l . पर अभिनय करने वाले लोरेंत्ज़ बल की दिशा को इंगित करेगा

3.
यदि उस स्थान में जहाँ आवेशित कण गति करता है, वहाँ विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र दोनों हैं, तो आवेश पर कार्य करने वाला कुल बल बराबर है: = el + l जहाँ वह बल जिसके साथ विद्युत क्षेत्र आवेश पर कार्य करता है q एफ एल = क्यू के बराबर है।

4.
लोरेंत्ज़ बल काम नहीं करता, क्योंकि यह कण के वेग वेक्टर के लंबवत है।
इसका मतलब यह है कि लोरेंत्ज़ बल कण की गतिज ऊर्जा को नहीं बदलता है और फलस्वरूप, इसके वेग का मापांक।
लोरेंत्ज़ बल की क्रिया के तहत केवल कण के वेग की दिशा में परिवर्तन होता है।

5.
एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कण की गति

वहाँ है सजातीयकण के प्रारंभिक वेग के लंबवत निर्देशित चुंबकीय क्षेत्र।

लोरेंत्ज़ बल कण वेग वैक्टर के मॉड्यूल और चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण पर निर्भर करता है।
चुंबकीय क्षेत्र गतिमान कण के वेग के मापांक को नहीं बदलता है, जिसका अर्थ है कि लोरेंत्ज़ बल का मापांक अपरिवर्तित रहता है।
लोरेंत्ज़ बल वेग के लंबवत है और इसलिए कण के अभिकेंद्र त्वरण को निर्धारित करता है।
एक स्थिर मॉड्यूलो वेग के साथ चलते हुए एक कण के अभिकेन्द्र त्वरण के मापांक में अपरिवर्तन का अर्थ है कि

एक समान चुंबकीय क्षेत्र में, एक आवेशित कण त्रिज्या के एक वृत्त के साथ समान रूप से चलता है r.

न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार

तब वृत्त की त्रिज्या जिसके साथ कण चलता है, बराबर है:

एक कण को ​​एक पूर्ण परिक्रमण (कक्षीय अवधि) करने में लगने वाला समय है:

6.
गतिमान आवेश पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया का उपयोग करना।

गतिमान आवेश पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया का उपयोग टेलीविजन कीनेस्कोप ट्यूबों में किया जाता है, जिसमें स्क्रीन की ओर उड़ने वाले इलेक्ट्रॉनों को विशेष कॉइल द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया जाता है।

लोरेंत्ज़ बल का उपयोग साइक्लोट्रॉन-आवेशित कण त्वरक में उच्च ऊर्जा वाले कणों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

मास स्पेक्ट्रोग्राफ का उपकरण भी एक चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया पर आधारित होता है, जिससे कणों के द्रव्यमान को सटीक रूप से निर्धारित करना संभव हो जाता है।