Lý thuyết lực Lo-Ren-Xơ | SGK Vật lí lớp 11

I. Lực Lo-Ren-Xơ

Bạn đang xem: chiều của lực lo ren xơ được xác định bằng

1. Định nghĩa lực Lo-Ren-Xơ

Ta hiểu được dòng sản phẩm năng lượng điện vô sắt kẽm kim loại là loại fake dời được đặt theo hướng của những êlectron. Khi thừng dẫn đem dòng sản phẩm năng lượng điện được bịa đặt vô một kể từ ngôi trường, người tớ phân tích và lý giải lực kể từ ứng dụng lên thừng dẫn đó là tổ hợp những lực tự kể từ ngôi trường ứng dụng lên những êlectron vận động tạo nên trở nên dòng sản phẩm năng lượng điện.

Một cơ hội tổng quát: Mọi phân tử năng lượng điện vận động vô một kể từ ngôi trường, đều Chịu ứng dụng của lực kể từ. Lực kể từ này được gọi là lực Lo-ren-xơ (Lorentz). cũng có thể thực hiện những thực nghiệm chứng tỏ hiện tượng kỳ lạ này.

2. Xác lăm le lực Lo-ren-xơ

Ta biết lực kể từ \(\overrightarrow{F}\) tác dụng lên thành phần dòng sản phẩm năng lượng điện I\(\overrightarrow{l}\) = I\(\widehat{M_{1}M_{2}}\) đem phương vuông góc với \(\overrightarrow{l}\) và \(\overrightarrow{B}\), đem chiều tuân bám theo quy tắc bàn tay ngược và có tính rộng lớn được xác lập tự công thức:

F = IlBsinα

Ở trên đây, tớ fake thiết kể từ ngôi trường \(\overrightarrow{B}\) là đều. Lực kể từ \(\overrightarrow{F}\) là tổ hợp những lực Lo-ren-xơ ứng dụng lên những phân tử năng lượng điện q₀ vận động nằm trong cới véc tơ vận tốc tức thời \(\overrightarrow{v}\) tạo trở nên dòng sản phẩm năng lượng điện theo hướng \(\overrightarrow{v}\). Như vậy, lực tổ hợp phân loại đều cho những phân tử năng lượng điện. Nếu N là tổng số phân tử năng lượng điện vô thành phần dòng sản phẩm năng lượng điện thì lực Lo-ren-xơ ứng dụng lên từng phân tử năng lượng điện mang đến bởi:

\(f=\frac{F}{N}=\frac{Il}{N}Bsin\alpha\) (22.1)

α là góc tạo nên bởi \(\overrightarrow{B}\) và \(\overrightarrow{l}\) = \(\overline{M_{1}M_{2}}\).

Giả sử n_o là tỷ lệ phân tử năng lượng điện vô thừng dẫn, S là thiết diện thừng dẫn thì:

N = n_o x thể tích thừng dẫn = n_ox Sl

I = q_o(Svn_o)

Và \(\frac{Il}{N}=\frac{q_{o}Svn_{o}l}{n_{o}Sl}=q_{o}v\)

Vậy (22.1) mang đến tớ công thức xác lập lực Lo-ren-xơ:

F = q_ovBsinα) (22.2)

So sánh về phía, tớ nhận ra \(\overrightarrow{l}\) và \(\overrightarrow{v}\) cùng phía khi q_o > 0 và ngược phía khi q_o < 0. Vậy rất có thể kết luận:

Lực Lo-ren-xơ tự kể từ ngôi trường đem chạm màn hình kể từ \(\overrightarrow{B}\) tác dụng lên một phân tử năng lượng điện q_o vận động với véc tơ vận tốc tức thời \(\overrightarrow{v}\):

a) Có phương góc với \(\overrightarrow{v}\) và \(\overrightarrow{B}\);

b) Có chiều tuân bám theo quy tắc bàn tay trái: Để bàn tay không ngừng mở rộng sao mang đến kể từ ngôi trường hướng về phía lòng bàn tay, chiều kể từ cổ tay cho tới ngón thân thuộc là chiều của \(\overrightarrow{v}\) khi q_o > 0 và ngược hướng \(\overrightarrow{v}\) khi q_o < 0. Lúc cơ, chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón khuôn mẫu choãi rời khỏi.

c) Có kích cỡ f = |q_o|vBsinα

Xem thêm: biểu hiện của bạo lực học đường

trong cơ α là góc tạo nên tự \(\overrightarrow{v}\) và \(\overrightarrow{B}\).

II. Chuyển động của phân tử năng lượng điện vô kể từ ngôi trường đều

1. Chú ý quan tiền trọng

Giả sử một phân tử năng lượng điện q_o lượng m vận động bên dưới ứng dụng có một không hai của lực Lo-ren-xơ. Khi cơ, lực ứng dụng \(\overrightarrow{f}\)luôn luôn luôn vuông góc với véc tơ vận tốc tức thời \(\overrightarrow{v}\), bởi vậy hiệu suất tức thời của lực tác dụng: P.. = \(\overrightarrow{f}.\overrightarrow{v}\)luôn tự 0. Vậy động năng của phân tử (theo lăm le lý biến chuyển thiên động năng) được bảo toàn, tức là kích cỡ véc tơ vận tốc tức thời của phân tử ko thay đổi, vận động của phân tử là vận động đều.

2. Chuyển động của phân tử năng lượng điện vô kể từ ngôi trường đều

Bây giờ tớ hãy tham khảo vận động của một phân tử năng lượng điện q_o lượng m vô một kể từ ngôi trường đều \(\overrightarrow{F}\)với fake thiết là véc tơ vận tốc tức thời của phân tử vuông góc với kể từ ngôi trường. Giả thiết phân tử Chịu ứng dụng có một không hai của kể từ ngôi trường, phương trình vận động của phân tử được viết: \(m\overrightarrow{a}=\overrightarrow{f}\) (22.4)

Với \(\overrightarrow{f}\) được xác lập theo như hình 22.3.

Kết ngược đã cho thấy tọa chừng của véc tơ vận tốc tức thời \(\overrightarrow{v}\)theo phương z bất biến. Vì khi đầu (t = 0): v_z= 0 (vận tốc đầu vuông góc với \(\overrightarrow{B}\)) nên tớ luôn luôn đem v_z= 0, tức là vectơ véc tơ vận tốc tức thời \(\overrightarrow{v}\) luôn trực thuộc mặt mày bằng Oxy: Chuyển động của phân tử năng lượng điện là vận động bằng vô mặt mày bằng vuông góc với kể từ ngôi trường.

Trong mặt mày bằng cơ, lực Lo-ren-xơ luôn luôn vuông góc với véc tơ vận tốc tức thời \(\overrightarrow{v}\), tức là nhập vai trò lực phía tâm:

\(f=\frac{mv^{2}}{R}\) = |q_o|vB (22.5)

với R là nửa đường kính cong của tiến trình.

Vì kích cỡ của véc tơ vận tốc tức thời ko thay đổi nên nửa đường kính cong R của tiến trình ko thay đổi, phát biểu những không giống tiến trình là 1 trong lối tròn trĩnh.

Kết luân: Quỹ đạo của một phân tử năng lượng điện vô kể từ ngôi trường đều, với ĐK véc tơ vận tốc tức thời lúc đầu vuông góc với kể từ ngôi trường, là 1 trong lối tròn trĩnh trực thuộc mặt mày bằng vuông góc với kể từ ngôi trường, đem nửa đường kính (cho tự công thức (22.5)):

\(R=\frac{mv}{|q_{o}|B}\) (22.6)

trong cơ, m là lượng của năng lượng điện vận động.

Video tế bào phỏng về lực Lo-ren-xơ và vận động của những phân tử năng lượng điện vô kể từ trường