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磁場で荷電粒子が動くと、電荷が移動すると最大の力を偏向させることができますか?

あなたは磁場を移動する荷電粒子の力について尋ねています。電荷が磁場に対して垂直に移動するときに力が最大である理由の内訳は次のとおりです。

移動電荷の力

磁場で移動する荷電粒子が経験する力は、ローレンツ軍の法則によって記述されています :

f =q(v x b)

どこ:

* f 帯電した粒子の力です

* q 電荷の大きさです

* v 荷電粒子の速度です

* b 磁場強度です

* x クロス製品を表します

クロス製品と最大力

2つのベクトルのクロス積は、両方の元のベクトルに垂直な3番目のベクトルです。 2つの元のベクトルが垂直な場合、クロス製品の大きさは最大化されます。

* 最大力: 速度ベクトル(v)が磁場ベクトル(b)に垂直になると、クロス積(v x b)が最大化されます。これは、荷電粒子に作用する磁力(f)も最大にあることを意味します。

* ゼロ力: 速度ベクトルが磁場ベクトルと平行またはアンチパラレルの場合、クロス製品はゼロです。この場合、荷電粒子に磁力は​​ありません。

力を視覚化する

均一な磁場を通って移動する荷電粒子を想像してください。

1。垂直運動: 粒子が磁場線に対して垂直に移動すると、力は最大になり、粒子が円形経路に移動します。

2。平行動き: 粒子が磁場線と平行に移動すると、粒子に力があり、直線で動き続けます。

3。角度: 速度ベクトルが磁場ベクトルに角度を付けると、力はその最大値よりも少なくなり、粒子がらせん状の経路(円形運動と線形運動の組み合わせ)に移動します。

キーポイント

*磁力の方向は、帯電した粒子の速度と磁場の両方に常に垂直です。これが、力が帯電した粒子の経路のたわみを引き起こす理由です。

*磁力の強度は、電荷の大きさ、荷電粒子の速度、および磁場の強度に依存します。

*磁場の荷電粒子の力は、粒子加速器、質量分析計、電気モーターなど、多くの用途で使用される基本原理です。

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