Предложение на електрон в поле задържащ, движението на електрона по еднакъв движение напречно поле
Да предположим, че първоначалната v0 електронен скорост в противоположна посока сила F, действащи на електроните от областта
електрон излъчваната при начална скорост на електрод при висок потенциал. Тъй като силата F е насочено към скорост v0 електронен и се движи ravnozamedlenno инхибира. Полето в този случай се нарича инхибиторен. Енергията на електрон в областта на намаляване на скоростта намалява, тъй като работата на полето не е направено, и от електрон, който преодолява полето за устойчивост сила. По този начин, в област, забавящо електронна енергия на терена.
Ако началната енергия на електрона е равна eU0 и тя се простира в областта на намаляване на скоростта потенциална разлика U, неговата енергия се намалява до ЕС. Когато. електрон преминава цялото разстояние между електродите в електрод удар и нисък потенциал. Ако. след това, преминавайки разлика U0 потенциали. електрон губи цялата си енергия, неговата скорост ще бъде равна на нула, и тя ще започне бързо да се върне. По този начин, на електрона претърпява движение като полет тялото изхвърля нагоре.
Ако електрон се излъчва с начална скорост v0 под прав ъгъл спрямо посоката на линиите на полето на силово поле актове
електрон със сила F, насочен към по-висок потенциал. При липса на сила F до електрон уеднаквена праволинейно движение по инерция при скорост v0 .a на по сила F трябва да бъде равномерно ускорени електрони се движат в посока, перпендикулярна на v0. Получената движение е парабола, електрона се отклонява към положителния електрод. Ако електронът ще надхвърля тази област, както е показано на фигурата, толкова повече ще се движат по инерция равномерно. Това е подобно на движението на тялото хвърли от определена начална скорост в хоризонтална посока. Под действието на гравитацията при липса на такъв орган ще се движат на въздуха в параболична траектория.
Електрическото поле винаги се променя в един или друг начин енергията и скоростта на електрона. По този начин, между електрона и електрическото поле винаги има енергичен взаимодействие, т.е.. Е. обмен на енергия. Скоростта на електрони при въздействие върху електрода се определя само от началната скорост и премества от потенциална разлика между крайните точки на пътя.
Да разгледаме движението на електрон в постоянно магнитно поле. Когато нееднородността на областта е ниска или когато не е необходимо да се получат точни количествени резултати, можете да използвате законите, установени за движението на електрона по еднакъв област.
Да предположим, че електрон влиза в постоянно магнитно поле с първоначална v0 скорост, насочена перпендикулярно на магнитните силови линии (фиг В този случай, се движат електрони Лоренц сила F, която е перпендикулярна на вектора и вектора v0 магнитна индукция .:
Както може да се види, v0 = 0, когато сила F е нула, т.е.. Е. В фиксирана електрон магнитно поле не действа.
Силата F се навежда електронен траекторията на дъгата на окръжността. Тъй като силата F действа под прав ъгъл спрямо v0 на скорост. го прави никаква работа. електронна енергия и неговата скорост не се променят, но само променя посоката на скоростта. Известно е, че движението на кръг (въртене) при постоянна скорост на тялото се дължи на действието насочено към центъра (центростремителни) сили, т.е.. Е. сила F.
Посоката на движение на електрона в магнитно поле е удобно определя от следните правила. Ако се вгледате в посоката на магнитното поле, линиите електронът се движи в посока на часовниковата стрелка. Или по друг начин, въртене на електрона съвпада с въртеливо движение на винта, който се завинтва в посоката на магнитните силови линии.
Определя радиус R на кръга, описан от електрона. За да направите това, използвайте израз на центростремителна сила, позната от механика,
и се равняват на стойност сила F чрез формула (14):
Сега, от това уравнение можем да намерим радиуса:
Колкото по-електрон скорост v0. толкова повече тя е склонна да праволинейно движение по инерция и по-голям от радиуса на траекторията. С увеличаването на мощността се увеличава F, радиусът на кривината на траекторията се усилва и намалява.
Формулата е валидна за частици с някоя маса и заряд.
Колкото по-голяма маса, по-голяма частица има тенденция да се движи по инерция в прави линии, т.е.. Е. Радиусът R става по-голям. И още заряд, по-голям от сила F и по-силно извита траектория т. Е. Радиусът става по-малък. Отвъд магнитното поле, електронът лети по права линия през инерцията. Ако радиусът на пътя е малък, електрона може да се опише в магнитно поле от затворен обиколка.
Нека разгледаме по-общ случай, когато електронът влиза в магнитното поле на всеки ъгъл. Ние избираме координатната равнина, така че
вектор v0 на началната скорост електрон лежи в тази равнина и че х ос съвпада с посоката на вектора V. разлагат в компоненти и v0. електрон движение със скоростта. еквивалентно на тока по линиите на полето. Въпреки това, на магнитното поле не оказва влияние върху този ток, т.е.. Д. Speed. Той не се чувства никаква промяна. Ако електронът е имал само този процент, той ще се движи равномерно. Поле действие при същата скорост, както в основния случай на фиг. След като се извърши само скоростта на движение на електрони по окръжност в равнина, перпендикулярна на магнитните силови линии.
Получената електрон движение е по спирала (често каже "спирала"). В зависимост от стойностите B и тази спираловидна траектория повече или по-малко се протегна. радиус му е лесно определено от формула (16), замествайки в своята скорост.
За да се реши този проблем просто използвайте правоъгълна координатна система. Оста Y ще предаде към вектора на магнитната индукция B и оста х - така че вектор v0 на скоростта на електрони е във времето т = 0 в основата на координати, лежи в равнина XOY на. т.е. Имаме компоненти vxo и vyo
При липса на електрическо поле на електрона система от уравнения на движение става:
или при условията Вх = Bz = 0, както и в Y = - В:
движението на електрона по еднакъв магнитно поле
Интегриране на второто уравнение с първоначалното състояние при Т = 0, = Vy vyo води до равенство:
т.е. Това показва, че магнитното поле не засяга компонента електрон скорост по посока на линиите на полето.
Едновременно разтвор на първия и третия системата от уравнения, състоящи се от първа диференциация във времето и заместване стойности dvz / DT на трети води до уравнение, свързано VX електронен скорост с времето:
Решението на този тип уравнения може да се запише като:
където първоначалните условия при Т = 0, о х = vx0. DVX / DT = 0 (която следва от първото уравнение, тъй vz0 = 0) следва, че
Освен това, диференциацията на това уравнение с първия
система от уравнения води до експресията:
Имайте предвид, че квадратура и добавяне на последните две уравнения дава израз:
което отново потвърждава, че магнитното поле не се променя стойността на пълна скорост (енергия) електрона.
В резултат на интеграцията на уравнението, което определя неговата VX, получаваме:
в рамките на постоянен интеграция в съответствие с първоначалните условия на нула. Интегриране на уравнението за определяне на скоростта VZ предвид факта, че когато Z = 0, т = 0 позволява да намерите време зависимостта на Z координатите на електрона:
Решаването на последните две уравнения за и. квадратура и добавяне, след прости трансформации ние получаваме уравнението на проекцията на траекторията на електрон в равнина XOZ на:
Това уравнение е радиусът на кръга. чийто център е разположен на оста Z на разстояние г от произхода. Sheer електрон траектория е цилиндрична спирала с радиус от терена. От тези уравнения също така е очевидно, че количеството е кръгова честота на електрон движение по тази траектория.