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電子は磁場でどのように動作しますか?

磁場における電子の挙動は、電磁気の基本法則によって支配されています。これが故障です:

1。移動電荷に力をかける:

* ローレンツ軍法: 移動した荷電粒子は、磁場に入ると力を経験します。力は、粒子の速度と磁場方向の両方に垂直です。この力は以下によって与えられます:

* f =q(v x b)

* F:充電に力をかけます

* Q:粒子の電荷(電子の場合、q =-1.602 x 10^-19 coulombs)

* V:粒子の速度

* B:磁場強度

* X:クロス製品(力の方向を決定)

2。円の動き:

* 一定の磁場: 電子の速度が磁場に垂直である場合、力は一定の大きさで、常に円の中心に向けられます。これにより、電子は円形経路に移動します。

* 円形経路の半径: この円形経路の半径は、電子の速度、電荷、および磁場の強度によって決まります。 半径の式は次のとおりです。

* r =(mv) /(qb)

* R:円形経路の半径

* M:電子の質量(9.11 x 10^-31 kg)

* V:電子の速度

* Q:電子の電荷

* B:磁場強度

3。らせん状の動き:

* 非per骨磁場: 電子の速度が磁場に垂直でない場合、力は、磁場に垂直な成分(円の動きを引き起こす)とフィールドに平行な成分を持ちます。これにより、らせん状の経路が生じます。

4。磁気双極子モーメント:

* スピンと軌道の動き: 電子には、スピン角運動量と呼ばれる固有の特性があり、磁気双極子モーメント(小さなバーの磁石のような)を作成します。この双極子モーメントは、外部磁場と相互作用し、フィールドでの電子の挙動に寄与します。

* Larmor歳差運動: 磁場内の電子の磁気双極子モーメントは、磁場の方向の周りに差し迫るトルクを経験します。この歳差運動は、ラーマーの歳差運動として知られています。

アプリケーション:

電子と磁場との相互作用は、以下を含む多くの技術の基礎です。

* 質量分析: 磁場は、質量対電荷比に基づいてイオンを分離するために使用されます。

* 磁気共鳴イメージング(MRI): MRIは、磁場での陽子の歳差運動を利用して、人体の詳細な画像を作成します。

* 電子顕微鏡: 磁場は、電子顕微鏡で電子ビームを焦点を合わせて操作するために使用されます。

要約:

磁場を移動する電子は、円形またはらせんの経路で動かせる力を経験します。この相互作用は、ローレンツ軍の法律によって支配されており、電磁気の基本原則です。物理学、化学、医学など、さまざまな分野で重要な用途があります。

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