17. Застосування сили Лоренца.

Дію магнітного поля на рухомий за­ряд широко використовують у сучасній техніці. Достатньо згадати те­левізійні трубки (кінескопи), в яких електрони, що летять до екрана, відхиляються за допомогою магнітного поля.

Інше застосування дія магнітного поля знайшла в приладах, що дозволяють розділяти заряджені частинки за їхніми питомими зарядами

Знаючи радіус кола, по якому рухається частинка, та її швидкість, мож­на знайти питомий заряд частинки:

Такі прилади здобули назву мас-спектрографів.

Особливість руху частинок, яка полягає в тому, що швидші частин­ки рухаються по колу більшого радіуса, викориcтовують для приско­рення заряджених частинок у циклотронах

Також силу Лоренца можна використовувати для визначення знака заряду й для досліджень у ядерній фізиці.

18. Гіпотеза Ампера.

Магнітні властивості речовини визначаються магнітними властивостями атомів і елементарних частинок (в основному електронів). Гіпотеза Ампера передбачила сучасну електронну теорію магнітних властивостей речовини.

Гіпотеза Ампера: магнітні властивості будь-якого тіла визнача­ються замкнутими електричними струмами всередині нього.

Елементарні струми (за Ампером) у речовині циркулюють тому, що в кожному атомі обертаються навколо ядра електрони (з величезною ча­стотою порядку 10¹⁵ об/с); саме вони й утворюють так звані орбітальні струми й пов'язані з ними магнітні поля. Крім того, електрони мають ще й власне магнітне поле. Наочною моделлю стану частинки, за якого вона має власне магнітне поле, може бути дзиґа, яка обертається.

Обидва ці магнітні поля, додаючись, створюють результуюче магніт­не поле атома. Природно припустити існування двох типів атомів:

1) які мають елементарне магнітне поле незалежно від існування зовнішнього магнітного поля;

2) у яких це елементарне поле відсутнє, тобто орбітальні й власні поля компенсуються.

Гіпотеза Ампера пояснює, чому магнітна стрілка й рамка зі струмом у магнітному полі поводяться однаково. Стрілку можна розглядати як сукупність маленьких контурів зі струмом, орієнтованих однаково.

Задачі.

1. Провідник, сила струму в якому дорівнює 8 А, поміщений в однорідне магнітне поле. Якою є індукція магнітного поля, якщо на прямолінійну ділянку провідника завдовжки в 10 см, яка утво­рює кут 30° із напрямом вектора магнітної індукції, діє з боку магнітного поля сила 10 мН? (Відповідь: 25 мТл.)

2. Яка сила діє на протон, який рухається зі швидкістю 2 • 10 м/с в однорідному, магнітному полі з індукцією 0,1 Тл? Протон ру­хається під кутом 60° до ліній магнітної індукції поля. (Відповідь: 2,8 • 10 Н.)

3. Електрон влітає в однорідне магнітне поле зі швидкістю 10 000 км/с і рухається по колу радіусом 2 см. Якою є магніт­на індукція поля? ( Відповідь: 2,8 мТл.)