विद्युत आवेशित कण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में कैसे व्यवहार करता है?

विद्युत आवेशित कण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में कैसे व्यवहार करता है?
विद्युत आवेशित कण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में कैसे व्यवहार करता है?
Anonim

विद्युत आवेशित कण वह कण होता है जिस पर धनात्मक या ऋणात्मक आवेश होता है। यह परमाणु, अणु और प्राथमिक कण दोनों हो सकते हैं। जब कोई विद्युत आवेशित कण विद्युत क्षेत्र में होता है, तो उस पर कूलम्ब बल कार्य करता है। इस बल का मान, यदि किसी विशेष बिंदु पर क्षेत्र शक्ति का मान ज्ञात हो, तो निम्न सूत्र द्वारा परिकलित किया जाता है: F=qE.

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विद्युत आवेशित कण
विद्युत आवेशित कण

हमने निर्धारित किया कि एक विद्युत आवेशित कण, जो विद्युत क्षेत्र में है, कूलम्ब बल के प्रभाव में गति करता है।

अब हॉल इफेक्ट पर विचार करें। प्रयोगात्मक रूप से यह पाया गया कि चुंबकीय क्षेत्र आवेशित कणों की गति को प्रभावित करता है। चुंबकीय प्रेरण उस अधिकतम बल के बराबर होता है जो चुंबकीय क्षेत्र से ऐसे कण की गति की गति को प्रभावित करता है। एक आवेशित कण इकाई वेग से गति करता है। यदि एक विद्युत आवेशित कण एक निश्चित गति से चुंबकीय क्षेत्र में उड़ता है, तो क्षेत्र के किनारे पर कार्य करने वाला बल होगाकण वेग के लंबवत है और तदनुसार, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के लिए: एफ=क्यू [वी, बी]। चूँकि कण पर लगने वाला बल गति की गति के लंबवत होता है, इसलिए इस बल द्वारा दिया गया त्वरण भी गति के लंबवत होता है, एक सामान्य त्वरण होता है। तदनुसार, जब एक आवेशित कण एक चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है, तो गति का एक सीधा प्रक्षेपवक्र मुड़ा हुआ होगा। यदि कोई कण चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं के समानांतर उड़ता है, तो चुंबकीय क्षेत्र आवेशित कण पर कार्य नहीं करता है। यदि यह चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं के लंबवत में उड़ती है, तो कण पर कार्य करने वाला बल अधिकतम होगा।

आवेशित कणों की गति
आवेशित कणों की गति

अब न्यूटन का II नियम लिखते हैं: qvB=mv2/R, या R=mv/qB, जहां m आवेशित कण का द्रव्यमान है, और R है प्रक्षेपवक्र की त्रिज्या। इस समीकरण से यह निष्कर्ष निकलता है कि कण त्रिज्या के एक वृत्त के अनुदिश एकसमान क्षेत्र में गति करता है। इस प्रकार, एक वृत्त में आवेशित कण की क्रांति की अवधि गति की गति पर निर्भर नहीं करती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत आवेशित कण की गतिज ऊर्जा स्थिर होती है। इस तथ्य के कारण कि बल प्रक्षेपवक्र के किसी भी बिंदु पर कण की गति के लंबवत है, कण पर कार्य करने वाला चुंबकीय क्षेत्र का बल आवेशित कण की गति से जुड़ा कार्य नहीं करता है।

चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कण की गति
चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कण की गति

चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कण की गति पर लगने वाले बल की दिशा को "बाएं हाथ के नियम" का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको अपनी बाईं हथेली को रखना होगा ताकिताकि चार उंगलियां एक आवेशित कण की गति की गति की दिशा को इंगित करें, और चुंबकीय प्रेरण की रेखाएं हथेली के केंद्र की ओर निर्देशित होती हैं, इस स्थिति में अंगूठा 90 डिग्री के कोण पर मुड़ा हुआ दिशा दिखाएगा वह बल जो धन आवेशित कण पर कार्य करता है। यदि कण पर ऋणात्मक आवेश है, तो बल की दिशा विपरीत होगी।

यदि कोई विद्युत आवेशित कण चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों की संयुक्त क्रिया के क्षेत्र में प्रवेश करता है, तो लोरेंत्ज़ बल नामक एक बल उस पर कार्य करेगा: F=qE + q[v, B]। पहला शब्द विद्युत घटक को संदर्भित करता है, और दूसरा - चुंबकीय को संदर्भित करता है।

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