Působí Lorentzova síla na protony?
Lorentzova síla je síla na nabitá tělesa, která létají magnetickým polem. Nezáleží na tom, zda se jedná o elektrony, protony, ionty nebo těžší těla. Aplikace lze nalézt v urychlovačích částic a skladovacích prstencích.
Lorentzova síla - tím myslí fyzika
Název „Lorentzova síla“ pro elektrodynamickou sílu na nabitých částicích pochází od nizozemského fyzika Hendrika Lorentze. Podle jeho výsledků z roku 1895 nabitá těla, která se zabývají a Pohybující se magnetickým polem, silou, která činí tělo kolmé na jeho rychlost Směr pohybu se odklání.
- Jako vzorec lze tuto skutečnost vyjádřit pomocí F = Q * v * B * sin α. F je síla v Newtonech (N), Q je náboj těla v Coulombovi (C) a v je Rychlost tělesa v metrech za sekundu (m / s), B hustota toku magnetické síly v Tesle (T) a α the úhel mezi rychlostí a čarou magnetického pole. Pokud se částice pohybuje ve směru pole, nedochází k žádnému silovému účinku (α = 0).
- Lorentzova síla způsobuje vychýlení elektronů z jejich oběžné dráhy a v extrémních případech může být vnucována na kruhové dráhy. Obě tyto skutečnosti lze nalézt v urychlovačích částic, například pro stabilizaci paprsku a v detekčních zařízeních pro radioaktivní záření, jako je mračná komora. Efekt je také použit v Hallových senzorech, které dokážou detekovat i minimální magnetická pole.
- Elektrony proudící v proudonosném vodiči také zažívají takový silový účinek v magnetickém poli: vodič je vytlačen z magnetického pole.
Lorentzova síla také působí na protony
Protony jsou kladně nabité částice v atomovém jádru, v atomu se kolem nich pohybují mnohem lehčí elektrony. Atom vodíku se například skládá z protonu jako jádra a elektronu v atomovém obalu.
Synchrotron je urychlovač částic pro nejvyšší energie, a proto většinou v ...
- Protože proton je také nabitá částice, působí na ni Lorentzova síla, pokud splňuje podmínky „pohyb“ a „magnetické pole“.
- Proton má stejný náboj jako elektron, konkrétně elementární náboj e = 1,6 x 10-19 C. Podle vzorce pro Lorentzovu sílu zažívá stejnou sílu jako elektron. K vychýlení však dochází v důsledku opačné polarity náboje v opačném směru.
- Stejně jako elektrony mohou být protony vnucovány na kruhové dráhy, například v úložných prstencích pro výzkumné účely.
Závěr: Lorentzova síla působí nejen na elektrony a protony, ale na všechna nabitá tělesa. Mohou to být také ionty nebo krátkodobé a exotické částice, jako jsou antiprotony nebo pozitrony.
