45. Магнитный момент контура с током. Механический момент, действующий на контур с током в однородном магнитном поле.
Пусть
r - плечо силы.
Если FA перпендикулярна r, тогда Sin=1. Это
момент силы, действующий на I или III
участок контура. Площадь S - между линией
A B и участком тока I или III.
Поскольку
в каждой из противоположных сторон
контура действует самостоятельная сила
Ампера, то за площадь для суммарного
момента сил принимается не половина, а
вся площадь контура. Тогда вводится
понятие магнитного момента контура с
током как собственной характеристики
контура, которая численно равна
произведению P=IS, где S это вся площадь
контура. Направление магнитного момента
задается нормалью контура с током
Тогда полный момент силы, действующий
на контур с током в магнитном поле,
численно равен: .
.
46. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
Длина
проводника l, и перемещается он слева
направо. Тогда работа по перемещению
элемента проводника с током на расстояние
dr равна:
Условия
перемещения:1. магнитное поле и проводник
в пространстве взаимно перпендикулярны,
2. Направление перемещения проводника
параллельно силе, вдоль которой мы
совершаем работу по перемещению. То
есть
площадочка,
заметаемая элементом проводника с током
dl при его перемещении на dr. Тогда поток
векторов B, проходящих через эту площадку:
Работа
по перемещению проводника с током в
магнитном поле определяется величиной
тока, величиной магнитной индукции и
площадью закрываемой (заметаемой)
проводником при движении. Она также
определяется величиной тока и магнитным
потоком, проходящим через площадь,
закрываемую проводником при движении.
47. Сила Лоренца. Масс-спектрометрия.
На
частицу с зарядом q,
движущуюся со скоростью
в магнитном поле, индукция которого
равна
действует сила
Эта
сила называется силой Лоренца. Модуль
силы Лоренца равен:
где
– угол между векторами
и
.
Направление силы Лоренца зависит от
знака заряда и всегда перпендикулярно
плоскости, содержащей вектора
и
.
Так как
,
работа силы Лоренца, равная скалярному
произведению силы на элементарное
перемещение, равна нулю . Следовательно,
кинетическая энергия и скорость частицы
при ее движении в магнитном поле остаются
постоянными по своей величине. Таким
образом, сила Лоренца изменяет вектор
скорости только по направлению, поэтому
тангенциальное ускорение частицы
.Полное
ускорение частицы равно нормальному
ускорению
,
тогда по второму закону Ньютона
,где
m
– масса движущейся частицы. На характер
движения частицы значительно влияет
угол
между ее скоростью и магнитной индукцией.
Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия, масс-спектрография, масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) — метод исследования вещества путём определения отношения массы к заряду (качества) и количества заряженных частиц, образующихся при том или ином процессе воздействия на вещество (см.: ионизация). История масс-спектрометрии ведётся с основополагающих опытов Джона Томсона в начале XX века. Окончание «-метрия» термин получил после повсеместного перехода от детектирования заряженных частиц при помощи фотопластинок к электрическим измерениям ионных токов.