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地球とACIRC 128 153S磁場との相互作用により、電子に作用する力の大きさはどれくらいですか?

地球の磁場との相互作用のために、電子に作用する力の大きさを決定する方法は次のとおりです。

物理学を理解する

* ローレンツフォース: 磁場で移動する荷電粒子の力は、ローレンツ軍の法律によって与えられます。

* f =q(v x b)

* f =力(ニュートンで)

* Q =粒子の電荷(クーロンで)

* v =粒子の速度(1秒あたりのメートル)

* b =磁場強度(テスラスで)

* X =クロス製品(VとBの両方に垂直なベクトルをもたらす)

* 地球の磁場: 地球の磁場はほぼ双極子場であり、地球の表面には約50ミクロテスラ(µT)の強度があります。

課題

問題は、電子の速度を提供していないことです。電子上の力は、磁場と比較してそれがどれだけ速く移動しているかに直接依存します。

計算の例

電子が毎秒1.0 x 10^7メートルの速度で動いていると仮定しましょう(多くの状況での電子の典型的な速度)。

1。電子の電荷: Q =-1.602 x 10^-19 coulombs

2。磁場強度: b =50 µt =50 x 10^-6テスラ

3。電子の速度: V =1.0 x 10^7 m/s

4。力を計算する(速度が磁場に垂直であると仮定):

* f =q(v x b)=qvb(vとbが垂直である場合、クロス製品は乗算に簡素化されるため)

* f =(-1.602 x 10^-19 c)(1.0 x 10^7 m/s)(50 x 10^-6 t)

* f =-8.01 x 10^-17ニュートン

重要なメモ

* 力の方向: 力の方向は、右側のルール(または電荷が負の場合は左側のルール)によって決定されます。

* 速度: 電子の速度が磁場に平行である場合、力はゼロです。

* 実際の複雑さ: 地球の磁場は均一ではありません。場所によって強度と方向が異なります。

電子の速度がある場合はお知らせください。より正確な計算を提供できます!

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