31
1.6. YÜKLÜ ZƏRRƏCİYİN MAQNİT SAHƏSİNDƏ HƏRƏKƏTİ. LORENS QÜVVƏSİ
Çevrə üzrə bərabərsürətli hərəkətdə xətti sürət ədədi qiymətcə
gedilən yolun bu yolu getməyə sərf olunan zamana nisbətinə
bərabərdir:
= =
2
→ =
2
.
Çevrə üzrə bərabərsürətli hərəkət edən maddi nöqtənin mərkəzəqaçma təcilinin modulu
xətti sürət kvadratının çevrənin radiusuna nisbətinə bərabərdir:
=
.
Maqnit sahəsinin hərəkət edən yüklü zərrəciyə təsir qüvvəsi Lorens qüvvəsi adlanır.
=
∝.
Yüklü zərrəcik maqnit sahəsinə induksiya xətlərinə perpendikulyar istiqamətdə daxil olar-
sa, Lorens qüvvəsi maksimal qiymət alır:
=
.
Lorens qüvvəsi və
vektorlarına perpendikulyardır və onun istiqaməti sol əl qaydası
ilə təyin olunur.
Lorens qüvvəsi üçün sol əl qaydası: sol əli maqnit sahəsində elə tutmaq lazımdır ki,
maqnit induksiya vektoru ovuca daxil olsun və açılan dörd barmaq müsbət yükün hərəkəti
istiqamətində (mənfi yükün hərəkətinin əksinə) yönəlsin. Bu zaman 90° bucaq altında
açılmış baş barmaq yükə təsir edən Lorens qüvvəsinin istiqamətini göstərəcək.
Yerin Şimal və Cənub coğrafi qütblərinin yaxınlığındakı
ərazilərdə “Qütb parıltısı” adlanan gözəl atmosfer hadi-
səsi müşahidə olunur. Hadisənin yaranmasına səbəb at-
mosferdəki yüklü zərrəciklər selinə maqnit sahəsinin
təsir göstərməsidir.
Qütb parıltısının yüklü
zərrəciklər seli və maq-
nit sahəsi ilə nə əlaqəsi
ola bilər?
Həmin zərrəciklər seli
haradan yaranır?
Niyə bu hadisə, adətən
Yerin qütblərində baş
verir?
Zərrəcik hansı istiqamətdə dövr edər?
• Məsələ 1. Elektron və proton eyni sürətlə bircins maqnit
sahəsinə onun induksiya vektoruna perpen-
dikulyar istiqamətdə daxil olur
(a)
. Hər iki
zərrəcik çevrə üzrə hərəkət etməyə başlayır.
a. Zərrəciklər çevrə üzrə hansı
istiqamətdə dövr edir?
b. Hansı
zərrəcik daha böyük
radiuslu çevrə üzrə dövr edər?
c. Hansı zərrəciyin dövretmə
periodu daha böyükdür?
Nəticənin müzakirəsi:
Yüklü zərrəcik bircins
maqnit sahəsində düzxətli
bərabərsürətli
hərəkət edə
bilərmi? Cavabınızı
əsaslandırın.
Yüklü zərrəcik hansı halda
bircins maqnit sahəsində
çevrə üzrə hərəkət edər?
Bircins maqnit sahəsində
çevrə üzrə hərəkət edən
zərrəciyin dövretmə
periodu və radiusu nədən
asılıdır?
ARAŞDIRMA
1
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9 və 10
(a)
LAYİHƏ
32
Maqnit sahəsi – verilən hesablama sisteminə nəzərən maqnit sahəsinin induk-
siyası sıfırdan fərqli (
0
), elektrik sahəsinin intensivliyi isə sıfır olan ( = 0
)
elektromaqnit sahəsidir.
Maqnit sahəsində hərəkət edən yüklü zərrəciyə Lorens qüvvəsi təsir edir:
=
. (1)
Lorens qüvvəsinin istiqaməti zərrəciyin hərəkət sürətinə perpendikulyar olduğun-
dan (
) bu qüvvə iş görmür: A = 0.
Bu səbəbdən Lorens qüvvəsi nə zərrəciyin
sürətini və impulsunun modulunu, nə də kinetik enerjisini dəyişə bilmir.
O, yalnız
zərrəciyin hərəkət istiqamətini dəyişir. Zamana görə dəyişməyən bircins maqnit
sahəsində yüklü zərrəciyin hərəkət tənliyi (
≪ şərti ilə) Nyutonun II qanununa
əsasən belə yazılır:
= | |
. (2)
Zərrəcik maqnit qüvvə xətlərinə perpendikulyar istiqamətdə (
) sahəyə daxil ol-
duqda ona maksimal Lorens qüvvəsi təsir edir (
90° = 1):
= | |
.
Bu halda zərrəciyin hərəkət tənliyi:
= | |
. (3)
Lorens qüvvəsi zərrəciyə mərkəzəqaçma təcili verərək
(
olduğundan) onu radiusu R olan çevrə üzrə
hərəkət
etdirir
(b)
:
=
.
Beləliklə, zərrəciyin hərəkət tənliyi üçün alarıq:
= | |
. (4)
(4)-dən zərrəciyin dövr etdiyi çevrənin radiusunun asılı olduğu kəmiyyətləri müəy-
yən etmək olar:
=
| |
=
| |
=
2
| |
. (5)
Burada və
− uyğun olaraq zərrəciyin impulsunun modulu və kinetik enerjisidir.
Maqnit sahəsində yüklü zərrəciyin “cızdığı” çevrənin radiusu onun hərəkət sür-
ətinin (impulsunun) modulu ilə düz, maqnit induksiya vektorunun modulu ilə tərs
mütənasibdir.
Zərrəciyin çevrə üzrə dövretmə periodu isə onun kütləsindən, yükünün miqdarın-
dan və maqnit sahə induksiyasının modulundan asılıdır:
=
2
=
2
| |
. (6)
(b)
LAYİHƏ
33
Yükün işarəsini təyin edin
Məsələ 2. Yüklü zərrəcik müəyyən sürətlə induksiya vektoruna
perpendikulyar istiqamətdə bircins maqnit sahəsinə
daxil olur (induksiya vektoru şəkil müstəvisindən mü-
şahidəçiyə perpendikulyardır). Maqnit induksiyasının
modulu 4 Tl-dır. Zərrəcik maqnit sahəsinin təsiri ilə
radiusu 0,5 m olan çevrə üzrə saat əqrəbi hərəkətinin
əksi istiqamətində dövr etməyə başlayır. Zərrəcik bir
tam dövrə – 0,01 san vaxt sərf edərsə, onun:
a) yükünün işarəsini təyin edin;
b) xüsusi yükünü (zərrəciyin yükünün kütləsinə
nisbəti) təyin edin.
Nəticənin müzakirəsi:
Lorens qüvvəsinin
təsiri
ilə çevrə üzrə
dövr edən zərrəciyin
yükünün işarəsini
necə təyin etmək olar?
Zərrəciyin xüsusi
yükünü hansı düsturdan
təyin etmək olar?
Zərrəciyin kütləsini təyin etmək məqsədi ilə istifa-
də olunan cihaz “Kütlə-spektroqrafı” adlanır. Onun
iş prinsipi belədir: cihazın vakuum kamerası bir-
cins maqnit sahəsində yserləşdirilir (onun induk-
siya vektoru şəkil müstəvisindən perpendikul-
yardır). Elektrik sahəsi ilə sürətləndirilən yüklü
zərrəcik maqnit sahəsində qövs cızaraq fotolövhə
üzərində iz qoyur
(c)
. İzə görə qövsün radiusu öl-
çülür. Bu isə yükü məlum olan zərrəciyin kütləsini
dəqiqliklə hesablamağa imkan verir.
Radius və zərrəciyin yükünün miqdarı məlumdursa, onun kütləsi necə təyin edilir?
Suallar
Bilirəm
zəif
orta
yaxşı
Verilən təsvirlərə əsasən məsələlər qurun və onları həll edin.
• NƏ ÖYRƏNDİNİZ?
“Lorens qüvvəsi” anlayışının xəritəsini qurun.
ARAŞDIRMA
2
TƏTBİQETMƏ
HƏYATLA ƏLAQƏLƏNDİRİN
1
2
3
4
5
ÖZÜNÜZÜ QİYMƏTLƏNDİRİN
(c)
Sürətləndirici
gərginlik yaradan
element
Nasos
Zərrəcikləri
işıqlandıran mənbə
LAYİHƏ