Движение заряженных частиц в магнитном поле

Сила Лоренца

Рис.41

, (85) где q – заряд, Кл,

V– cкорость, м/c.

В – индукция магнитного поля, Тл,

α – угол между и .

Если V не перпендикулярна В, то – движение по спирали, если , то – по окружности. Определяется с помощью правила левой руки.

Схема масс – спектрометра

Рис.42

По радиусу движения частицы определяют отношение заряда частицы к массе: .

В электронном микроскопе в качестве частиц используют электроны (вместо света). Их фокусировку обеспечивают с помощью магнитных полей, которые создают специальные катушки.

Циклотрон – ускоритель элементарных частиц в магнитном поле под действием переменного электрического тока.

Рис.43

Лекция 13.

4.3. (0, 5 часа) Токи в электролитах, Закон Фарадея. Электролитическая диссоциация. Химические источники тока.

Явление разделения нейтральных молекул на положительные и отрицательные ионы при растворении веществ в жидкостях называется электролитической диссоциацией. При подаче напряжения на электроды в электролите возникает электрический ток.

В химических источниках тока, как было рассмотрено в п.2.1 (закон Ома для участка цепи), происходит взаимодействие химических веществ с одним из электродов, который заряжается отрицательно, а раствор заряжается положительно. Такие источники дают ЭДС от 1, 2 до 1, 6 В.

Электролиз – явление выделения вещества на электродах, связанное с окислительно – восстановительными реакциями.

Применение электролиза: 1. Гальваностегия – покрытие изделий из металла другими металлами гальваническим методом. 2. Гальванопластика - получение рельефных копий. 3. Получение чистых металлов (алюминия, меди0 и др.

Законы электролиза Фарадея.

отсюда закон Фарадея

(86)

(87)

- электрохимический эквивалент; (88)

- химический эквивалент.

Формулировка (76) – электрохимические эквиваленты веществ пропорциональны их химическим эквивалентам.

Второй вид закона Фарадея: (89)

Час) Контактные явления. Работа выхода электронов. Контактная разность потенциалов. Термоэлектронная эмиссия.

Работа, которую нужно затратить для удаления электрона из металла в вакуум

называется работой выхода. После выхода из металла электрон притягивается индуцированным им положительным зарядом на поверхности металла, а также отталкивается электронами, расположенными дальше вышедшего электрона. Разность потенциалов электрического поля на поверхности металла Δ φ, которую должен преодолеть электрон при выходе из металла, называется поверхностной разностью потенциалов (Δ φ ), которая определяет работу выхода (А) электрона из металла:

Примеры: для калия А=2, 2 эВ, у платины А =6, 3 эВ.

В зависимости от способа сообщения электронам энергии различают термоэлектронную, фотоэлектронную, вторичную электронную и автоэлектронную эмиссию.

Термоэлектронная эмиссия – это выход электронов с поверхности металлов при их нагревании. Эмиссия – выпускание, выход.

Фотоэлектронная эмиссия – выход электронов с поверхности металла под действием света, а также коротковолнового электромагнитного излучения (например, рентгеновского).

Вторичная электронная эмиссия – это испускание электронов поверхностью металлов, полупроводников и диэлектриков при бомбардировке их пучком электронов. Используется в фотоэлектронных умножителях.

Автоэлектронная эмиссия – это эмиссия электронов с поверхности металлов под действием сильного внешнего электрического поля. При полях ( ) В/м – возникает такая холодная эмиссия. Эти напряженности сравнимы с напряженностью пробоя воздуха (3 кВ/м) при коронном разряде.

Дополнение:

Теории Максвелла.

В 60-х годах 19-века Д.К.Максвелл, основываясь на идеях Фарадея об электрическом и магнитном полях, обобщил законы, установленные экспериментальным путем, и разработал теорию единого электромагнитного поля.

Математическим выражением теории Максвелла служат четыре уравнения Максвелла, которые принято записывать в двух формах: интегральной и дифференциальной. Уравнения Максвелла в интегральной форме выражают соотношения, справедливые для мысленно проведенных в электромагнитном поле неподвижных замкнутых контуров и поверхностей. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме показывают как связаны между собой характеристики электромагнитного поля и плотности электрических зарядов и токов в каждой точке этого поля. Дифференциальные уравнения получают из интегральных с помощью теоремы Гаусса и теоремы Стокса.

6.1. Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме:

6.2. Уравнения Максвелла в интегральной форме.

Связь величин:

Если поля стационарны, то Е = const и В = const.

Уравнения Максвелла примут вид:

6.3. Уравнение волны:

Основная литература:

1. Савельев И.В. Курс общей физики т. 2, М.: Наука, 1999, 340с.

2.Трофимова Т.И. Курс физики: учебное пособие для вузов – М.: «Академия», 2007, 560с.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: учебное пособие для вузов – М.: «Высшая школа», 2001, 718с.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 67