லாரன்ஸ் விசை: காந்தப் புலத்தில் நகரும் மின்சுமை

1 · கணிப்பு

ஒரு மின்சுமை கொண்ட துகள், ஒரு சீரான காந்தப் புலப் பகுதி வழியாக நகர்கிறது. அதன் மீதான காந்த விசை துகளின் வேகத்தை சார்ந்துள்ளதா, அல்லது புல வலிமையை மட்டுமா?

• விசை வெறுமனே புல வலிமையை சார்ந்தது, வேகத்தை அல்ல.
• காந்த விசை, இரண்டு அளவுகளில் எதிலும் எளிய விதத்தில் சார்ந்திருக்காது.
• விசை புல வலிமை மற்றும் துகளின் வேகம் இரண்டையும் சார்ந்தது — வேகமான துகள்கள் வலுவான காந்த விசையை உணரும்.

2 · அமைப்பு

1. qv-cross-b முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். புலப் பகுதி Bz = 0.12 T நிலையானது; சோதனை மின்சுமை q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. சோதனை மின்சுமையில் விசை-அளவு வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் சோதனை மின்சுமையின் திசைவேக கூறுகளை அமைத்து விசையின் அளவைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், வேகம் |v| = √(v_x² + v_y²) (x-அச்சு) எதிராக விசை அளவு F (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²) பயன்படுத்தி |F| = |q|·|B|·|v| கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. காந்த விசையின் அளவு, துகளின் மொத்த வேகம் |v|-ஐ சார்ந்தது, அதன் திசைவேகத்தின் திசையை அல்ல — ஆனால் விசையின் திசை அது எந்த வழியில் நகர்கிறது என்பதை சார்ந்திருக்கிறது — ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. காந்த விசை எப்போதும் திசைவேகத்திற்கு செங்குத்தாக இருக்கும் (F = qv×B), எனவே அது ஒரு துகளின் திசையை மாற்றலாம் ஆனால் அதன் வேகத்தை ஒருபோதும் மாற்ற முடியாது. ஒரு காந்தப் புலம் மட்டுமே, மின்சுமை கொண்ட துகளை எப்போதும் வேகப்படுத்த முடியாது அல்லது மெதுவாக்க முடியாது, வழிமாற்ற மட்டுமே செய்யும் ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
2. ஒரு சீரான காந்தப் புலத்திற்கு செங்குத்தாக நகரும் மின்சுமை கொண்ட துகள், வட்டத்தில் பயணிக்கிறது, ஏனெனில் காந்த விசை எப்போதும் வட்டத்தின் மையத்தை நோக்கி சுட்டிக்காட்டுகிறது. F = qvB பயன்படுத்தி, அதே புலத்தில் வேகமான துகள் ஏன் பெரிய வட்டத்தைத் தடம்பதிகிறது என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்