Какое направление будет иметь сила лоренца действующая на протон со стороны магнитного поля?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для определения направления силы Лоренца, действующей на движущийся протон в магнитном поле, используется правило левой руки. Поскольку протон является положительно заряженной частицей, направление его движения совпадает с направлением электрического тока. Алгоритм определения направления Чтобы узнать, куда направлена сила, нужно расположить левую руку следующим образом:

  1. Линии магнитного поля (вектор магнитной индукции Bcap B): Должны входить в открытую ладонь. На схемах линии выходят из северного полюса ( Ncap N) и входят в южный ( Scap S). Направление движения частицы (вектор скорости vv): Четыре вытянутых пальца должны быть направлены по движению протона. Сила Лоренца (вектор FLcap F sub cap L): Отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы, действующей на частицу.

Важные нюансы и частные случаи Направление силы Лоренца всегда перпендикулярно как вектору скорости частицы, так и вектору магнитной индукции. Это приводит к следующим следствиям:

  • Если протон движется параллельно линиям поля: Сила Лоренца равна нулю ( FL=0cap F sub cap L equals 0). Поле в этом случае не влияет на траекторию частицы. Если протон движется перпендикулярно линиям поля: Сила будет максимальной, и под её воздействием протон начнет двигаться по окружности. Математическое описание: Направление определяется через векторное произведение:
    FL=q(v×B)modified cap F with right arrow above sub cap L equals q open paren modified v with right arrow above cross modified cap B with right arrow above close parenГде qq — заряд частицы. Для протона q>0q is greater than 0, поэтому направление силы строго совпадает с результатом векторного произведения.

Краткая шпаргалка для схем Если вы работаете с чертежом, обратите внимание на обозначения поля:

  • Точки ( center dot): Поле направлено «на нас» (из бумаги). Ладонь должна быть развернута тыльной стороной к листу.
  • Крестики ( ×cross): Поле направлено «от нас» (в бумагу). Ладонь должна смотреть на лист.

Я могу рассчитать радиус траектории или период обращения этого протона в поле, если вы предоставите данные о его скорости и индукции магнитного поля. Хотите, чтобы я привел пример такого расчета?

Форма ответа

Ваш аватар