13-Modul. Magnit maydoni va uning xarakteristikalari

Magnit maydonida harakatlanuvchi zaryadli zarrachalarga ta’sir etuvchi kuchlar. Lorens kuchi.

Magnit maydoni nafaqat magnit moddalarga, balki tokli o’tkazgichlarga, shuningdek harakatdagi zaryadli zarrachalarga ham ta’sir etadi. Bu xulosa qator tajribalar (parallel toklarning o’zaro ta’siri, elektronlar oqimining magnit maydonida og’ishi) asosida tasdiqlangan.

Magnit maydonida harakatlanuvchi zaryadli zarrachalarga ta’sir etuvchi kuch elektr tokining elektron nazariyasi asoschisi Lorens nomi bilan yuritiladi va umumiy holda quyidagicha ifodalanadi:
(8.1)

bu yerda, k – proporsionallik koiffitsiyenti bo’lib, xalqaro birliklar sistemasida k = 1; Lorens kuchining moduli:

(8.2)
zarrachaning tezlik vektori bilan magnit induksiya vektori orasidagi burchak
yoki bo’lsa, Demak, zaryadli zarracha magnit maydon induksiya vektoriga parallel holda harakat qilsa, magnit maydoni zaryadli zarrachaga hech qanday kuch bilan ta’sir qilmaydi. Lorens kuchining yo’nalishi tezlik vektori va induksiya vektoridan tuzilgan parallelogrammga perpendikulyar yo’nalgan bo’lib, musbat zaryad uchun chap qo’l, manfiy zaryad uchun o’ng qo’l qoidasiga muvofiq aniqlanadi (8.1–rasm).

8.1– rasm
Lorens kuchi hamma vaqt zarrachaning tezlik vektoriga perpendikulyarligi tufayli zaryadni ko’chirishda hech qanday ish bajarmaydi, kinetik energiyasini ham o’zgartirmaydi. Shunday qilib, faqat zarrachaga normal tezlanish berib, trayektoriyasini o’zgartiradi xolos. Lorens kuchi tufayli magnit maydonining elektr maydonidan yana bir farqli xususiyati aniqlandi. Magnit maydon tinch turgan zaryadga ta’sir etmaydi, ( ) faqat harakatdagi zarrachagagina ta’sir etadi.
Xoll effekkti
Ingliz olimi E.Xoll (1879 y) tajribada magnit maydoniga joylashtirilgan yaxlit tokli o’tkazgichda magnit induksiyasi va tok zichligi vektoriga perpendikulyar yo’nalishda potensiallar ayirmasi vujudga kelishini aniqladi (8.5-rasm).
Tajribalar ko’rsatishicha, bu potensiallar ayirmasi o’tkazgichning materiali, uning geometrik o’lchami, magnit maydoni induksiyasi va tok zichligiga bog’liq bo’lib, quyidagicha ifodalanadi:
(8.12 1)
Magnit maydonida harakatlanayotgan zaryadli zarrachaga magnit kuchlari ham ta’sir etib, uni og’diradi.
(8.13)
Natijada, o’tkazgich sirtida bog’langan sirt zaryadlari vujudga keladi. Bu zaryadlarga magnit kuchlari bilan bir qatorda elektr kuchlari ham ta’sir etadi.
(8.14)

8.5– rasm

Zaryadlarning og’ishi magnit va elektr kuchlari o’zaro tenglashguncha davom etadi. (8.13) va (8.14) lardan ni hosil qilamiz.

Potensial gradiyentiga ko’ra:
(8.15)
Tok zichligini hisobga olib:
(8.16)
(8.16) va (8.12) larni taqqoslab, Xoll doimiysi uchun:

Xoll effektidan yarimo’tkazgichlarning elektr xossalarini tahlil qilishda foydalaniladi.