Как се държи електрически заредените частици в електрически и магнитни полета?

Една електрически заредена частица е частица, която има положителен или отрицателен заряд. То може да бъде както атоми, молекули, така и елементарни частици. Когато електрически заредените частици се намират в електрическо поле, силата на Кулон действа върху него. Стойността на тази сила, ако стойността на силата на полето в определена точка е известна, се изчислява по следната формула: F = qE.

И така, Установихме, че електрически заредените частици, които се намират в електрическо поле, се движат под влияние на силата на Кулон.

Сега помислете за Hall ефект. Намерено е експериментално, че магнитно поле влияе върху движението на заредените частици. Магнитната индукция е равна на максималната сила, която влияе на скоростта на такава частица от страната на магнитното поле. Заредените частици се движат с единична скорост. Ако електрически заредена частица лети в магнитно поле с определена скорост, тогава силата, която действа на страната на полето, ще бъде перпендикулярна на скоростта на частицата и съответно на вектора на магнитната индукция: F = q [v, B]. Тъй като силата, която действа върху частицата, е перпендикулярна на скоростта на движение, тогава ускорението, дадено от тази сила, също е перпендикулярно на движението, е нормалното ускорение. Съответно, праволинейната траектория на движението ще бъде огъната, когато заредената частица удари магнитно поле. Ако частицата лети паралелно на линиите на магнитната индукция, тогава магнитното поле не действа върху заредените частици. Ако той лети перпендикулярно на линиите на магнитната индукция, тогава силата, която действа върху частицата, ще бъде максимална.

Сега пишем закона на Нютон II : qvB = mv ² / R, или R = mv / qB, където m е масата на заредените частици и R е радиусът на траекторията. От това уравнение следва, че частицата се движи в еднакво поле по протежение на обиколката на радиуса. По този начин периодът на въртене на заредената частица по окръжност не зависи от скоростта на движение. Трябва да се отбележи, че за електрически заредени частици, уловени в магнитно поле, кинетичната енергия е непроменена. Поради факта, че силата е перпендикулярна на движението на частицата във всяка от точките на траекторията, силата на магнитното поле, която действа върху частицата, не изпълнява работата, свързана с движението на заредените частици.

Посоката на силата, действаща върху движението на заредена частица в магнитно поле, може да бъде определена като се използва "правилото на лявата ръка". За целта е необходимо лявата длан да бъде поставена по такъв начин, че четири пръста да посочват посоката на скоростта на движение на заредените частици и линиите на магнитната индукция да са насочени към центъра на дланта, в който случай огъната под ъгъл от 90 градуса ще покаже посоката на силата, която действа върху положителната Заредена частица. В случай че частицата има отрицателна заряд, посоката на силата ще бъде обратна.

Ако електрически заредените частици попаднат в областта на комбинирано действие на магнитни и електрически полета, тогава върху тях ще действа сила, наречена Lorentz force: F = qE + q [v, B]. Първият термин в този случай се отнася за електрически компонент, а вторият за магнитния компонент.