Зарядталған бөлшектердің қозғалысы туралы

Зарядталған бөлшектердің магнит және электр өрістеріндегі
1. Қозғалысы электрона » равномерном магнит өрісінде, өзгермеген уақыт жіберген перпендикуляр жылдамдығы.
Осы бөлімдерде астында зарядталған частицей біз білдіруге электрон. Заряд оның белгілейміз: q=-qэ және массасын m. Заряды тең деп қабылдаймыз qэ=1,601.10-19 Кл, қозғалыс жылдамдығы айтарлықтай аз жарық жылдамдығы, массасы m=0,91.10-27 қаласы деп Ойлаймыз орын жеткілікті жоғары вакуум, сондықтан қозғалысы кезінде электрон жоқ сталкивуается басқа да бөлшектер.
«Электрон, қозғалыстағы жылдамдығы [pic]магнит өрісіндегі индукция, [pic] әрекет етеді күші Лоренца [pic].
Сурет-1 ескерілді заряд электрона отрицателен, және оның жылдамдығы
[pic]бағытталған y осі бойынша, ал индукциясы [pic]осі бойынша — х. Күші[pic] перпендикуляр бағытталған жылдамдық болып табылады центрден тепкіш күшпен. Ол бағытын өзгертеді жылдамдығы, әсер етпей, сандық мәні.
Электрон болады қозғалу шеңбердің радиусы r бұрыштық жиілігі
?ц аталатын циклотронной жиілігі. Центрге тартқыш үдеу сияқты күші f, деленной массасына [pic].
Осыдан
[pic] (1)
Бір айналымның уақыты
[pic]
Демек
[pic] (2)
2. Қозғалысы электрона өзгермеген уақыт магнит өрісінде, қашан жылдамдығы электрона емес перпендикулярна сызықтарына.
Қарастырайық екі жағдай: бірінші — электрон болады жылжу равномерном, екінші – біркелкі өріс. а) Қозғалыс равномерном өріс. Арқылы ? сурет-2. Белгіленген бұрышы жылдамдығы арасындағы электрона[pic] индукциясы [pic]. Разложим [pic] [pic] бағытталған [pic] және сан жағынан тең [pic] [pic] , перпендикуляр бағытталған [pic] және сан жағынан тең [pic]. Өйткені [pic] , онда болуы жылдамдығын құрайтын [pic] себеп емес күштер әсер ету электрон.
Қозғалыс жылдамдығы[pic] әкеледі айналымына кері жаққа айналады электрона айналасында желісі [pic] конденсаторы ретінде қарастырылды бірінші тармақта. Жалпы алғанда, электрон болады двигатся спираль бойынша күріш. 2. б. Осьтік сызығы болып табылады желісі магниттік индукция. Радиусы шиыршық [pic] — қадам спираль
[pic] (3)
Дәйекті және бір мезгілде айналмалы қозғалыс деп те атайды дрейфом электрона.
Сурет 2. б. б) Қозғалыс біркелкі өріс. Егер магнит өрісінің бірқалыпты, мысалы сгущается ( сур.2. в.), онда қозғалыс кезінде спираль бойынша электрон болады түспеуі нүктесіне өріс, онда индукциясы Да артады. Бірақ көп индукциясы
Бұл, басқа да тең жағдайлар аз радиусы шиыршық r. Дрейф электрона болады бұл жағдайда спираль бойынша барлық азайтылатын радиусы.
Егер магниттік күштік сызықтар қопарылыс расходящийся байламы, онда электрон өзінің қозғалысы тигізіп еді нүктесіне өріс тарапынан барлық уменьшающейся индукциясы және радиусы шиыршық возрастал еді.
Сурет 2. в.

Бірі катодты электронды аспап (сур. 3) шығады расходящийся байламы электрондар. Жылдамдықпен [pic] электрондар кіреді біркелкі емес магнит өрісі тар цилиндрлік катушка тогы.
Разложим жылдамдығы электрона [pic] еркін нүктесінде т екі құрамдас бөлігі: [pic]и [pic].
[Pic] қарсы бағытталған [pic], екіншісі [pic]- перпендикуляр [pic]. Пайда болған жағдай қайталайды жағдайды рассмотренную 2-тармағында. Электрон бастайды спираль бойынша қозғалу, осі болып табылады
[pic]. Нәтижесінде электронды байламы назар аударады нүктесінде b.
4. Қозғалысы электрондардың равномерном электр өрісіндегі. Жұмыс принципі электрондық осциллограф.
Электрон өтіп, қашықтық катодты дейінгі тар тесік аноде
А (сур. 4, а), әсерінен күшейткіш кернеу Uак арттырады кинетикалық энергиясының шамасына жұмыс күштерінің өрісі.
Жылдамдығы [pic]онда электрон болады қозғалу шыққаннан кейін аноде тесігінен 0, табамыз арақатынасына [pic]
[pic]
Одан әрі тік сызықты қозғалысы осі бойынша х электрон түседі біркелкі электр өрісі кернеулігі Е арасындағы отклоняющими пластинами 1 және 2 (орналасқан жазықтықта параллель жазықтықта zох).
Кернеулігі Е бағытталған ось бойымен. Әзірге электрон қозғалады арасындағы отклоняющимися пластинами, оған әрекет етеді және тұрақты күш Fy = —qэE. бағытталған бірақ осі—. Әсерінен осы күштің электрон төмен жылжиды равноускоренно сақтай отырып, тұрақты жылдамдығы [pic]бойымен х осі нәтижесінде арасындағы кеңістікте отклоняющими пластинами электрон қозғалады бойынша параболе.
Ол шығып өріс пластина 1-2. жазықтығында уох, ол жылжыту бойынша жанама — параболе. Бұдан әрі ол жолда пластиналарды 3-4 жасайтын развертку уақыт. Кернеуі U 31 арасындағы пластинами 3-4 және өріс кернеулігі және потенциалы, олардың арасындағы E1 желілік өсуде (сур. 4, б).
Электрон алады ауытқу бағытта ось z және береді развертку уақыт.
5. Фокустау шоғыры электрондардың тұрақты уақыт электр өрісі
(электр линза).
Фокустау негізделген бұл арқылы өтіп учаскесі тұрғыда тең емес электр өрісінің электрон қабылданбайды жағына эквипотенциали мәні үлкен әлеуетін (сур. 5, а). Электр линза құрылған катодты, испускающим электрондар, анодом, қайда байламы электрондар келеді құпталған және фокусирующей майымен, көк етімен білдіретін пластинку қатысуымен дөңгелек ортасында тесігі бар (сур. 5, б).
Диафрагма теріс әлеуеті қатысты, айналадағы нүктелері кеңістік, осының салдарынан эквинотенциали электр өрісінің еді выпучиваются арқылы диафрагмаға бағыты бойынша катоду. Электрондар арқылы өте отырып, саңылау диафрагме және отклоняясь жаққа фокусируются арналған аноде.
6. Қозғалысы электрона » равномерных, өзара перпендикуляр, өзгеріссіз уақыт магнит және электр өрістеріндегі қозғалыстары.
Болсын электрон бастап зарядпен q= —qэ, және массасы т с бастапқы жылдамдықпен [pic] болып шықты t = 0 басында, координаттары (сур. 6, а) магнит және электр өрістеріндегі қозғалыстары. Магниттік индукция осі бойынша бағытталған [pic] т. е. Bx=B.
Электр өрісінің кернеулігі бағытталған ось бойынша [pic], т. е. [pic].
Қозғалысы электрона болады zoy жазықтығында жылдамдықпен [pic].
Қозғалыс теңдеуі [pic] немесе
[pic]
Демек, [pic]; [pic]
Формуласына сәйкес (2) заменим qэB/m циклотронную жиілігін
?ц. Сонда
[pic] (4)
[pic] (5)
Продифференцируем (4) t және оң бөлігі теңдеулер подставим (5).