|
§ 7.10 Elektromagnetizm
Bu bo„limda biz 4 ta fundamental qonunlardan biri bo„lgan
elektromagnetizmni qarab chiqamiz. Siz mikroskop ostida mikroblarni
ko„rayotirsiz. Ba‟zi mikroblar buyum stolida ko„chib yuradi. Bunda ko„chishga
moyil aniq yo„nalishni topish qiyin. Keyingi urinishlarda ham buni ko„rish
mumkin. Mikroskopni bursangiz ham hech narsa o„zgarmaydi. Bu natijalardan
so„ng siz hayron bo„lasiz. Qanaqadir tashqi kuch borga o„xshaydi? Og„irlik
kuchi vertikal ta‟sir qiladi va gorizontal yo„nalishda mikroskop orientatsiyasiga
bog„liq emas. Siz mikroskopni boshqa xonaga qo„ysangiz ham shu holat
takrorlanadi, ya‟ni bakteriyalar bir tomonga harakat qiladi. Uchinchi xonada
stolga magnit o„tkazamiz, bu holda bakteriyalar boshqa tomonga harakat qiladi
va mikroskop harakatiga bog„liq emas. Magnit qutbi o„zgarsa, bakteriyalar
harakatning harakat yo„nalishi ham o„zgaradi. Magnit yordamida bakteriya
262
harakatini boshqarish mumkin. Siz bakteriyalar magnitga sezgirligini ko„rasiz.
Haqiqatan ham bakteriyalarda mikroskopik tartib bilan joylashgan doimiy
magnitlar mavjud ekan. Bu hodisa 1975 yilda aniqlangan edi. 7.21 rasmda juda
kichik bakteriyalarda magnitlar joylashuvi ko„rsatilgan. Bakteriyalar uchun
magnitning ular hayotidagi rolini aniqlash mumkin.
7.21-rasm. Har birining o`lchami 100 nm dan bo`lgan magnit zarrachalar
zanjiridan tashkil topgan magnit bakteriyalar..
Ular magnitning shimoliy qutbigagina emas magnitining shimoliy
tomoniga ham xarakatlanadi va loyqa suvda ham magnit maydoni tufayli o„z
yo„lini topib oladi. Boshqa hayvonlarda ham, masalan, asalari, baliqlar, qushlar
ham mikroskopik magnitlari bo„lib, yo„lini topib oladi. Xolodelnikdagi rasmni
ushlab turuvchi magnit metalldagi magnit bilan ta‟sirlashib ushlab turadi. Bu
bobda magnit maydonining hosil bo„lishi va harakatini o„rganamiz. Miyadagi
neyronlar ham shu xususiyatga ega.
1.
Magnit kuchlar va maydonlar. Odamzod magnitni aniqlagandan so„ng
uning xossalari va hosil bo„lish mexanizmini o„rganishga kirishdi. Tabiatda
magnitik
mineral va temir buyumlarda kuzatiladi. (7.22 rasmda magnit
ko„rsatilgan) Magnitlar orasidagi tortishish va itarilish mineral atomida yuz
berayotgan jarayonlar natijasidir.
263
7.22-rasm. Magnit kuch chiziqlarini ko`rsatuvchi temir kukunlari.
Kompas ignasi magnit yoniga joylashtirilganda uning magnit kuch chiziqlari
bo`ylab joylashuvi.
Oddiy kompas strelka yordamida magnitning yo„nalishi va hatto kuchini
aniqlash mumkin. Shunday qilib, kompas strelkasini elekt rmaydonidagi zaryad
kabi tasavvur qilish mumkin. Keyinchalik ko„rsatamizki kompas strelkasi
ta‟sirida aylanadi. Keyinchalik biz elektr toklar yordamida magnit maydonining
hosil bo„lishini ko„rib chiqamiz. Mikrotoklar nimaligini ko„ramiz. Hozirgi
magnit maydoni va elektr zaryadi orasidagi ta‟sirini ko„rib chiqamiz. Faraz
qilaylik
bir jinsli magnit maydoni fazoda mavjud bo„lsin. Bu fazoda q
zaryadga ta‟sir etuvchi magnit kuchlarini aniqlaymiz. Avvalambor, shuni
ta‟kidlash kerakki, zaryad harakatsiz bo„lsa, magnit kuchlari bo„lmaydi. Agarda
zaryad magnit maydoniga perpendikulyar V tezlik bilan harakatlansa, unda
kuch paydo bo„ladi.
⃗ ⃗
Magnit kuch tezlik va magnit maydoniga perpendikulyar bo„ladi. Kuch
yo„nalishi o„ng qo„l qoidasiga asosan topiladi.
Magnit induksiya birligi SI sistemada Tesla (Tl).
264
⁄
1 tesla katta birlik hisoblanadi. Masalan, yerning magnit maydoni
ga teng.
Yerning magnit maydon induksiyasi 0,56 Tl ga teng. Magnit maydoni
ta‟sirida bu zaryadning traektoriyasi qanday bo„ladi? Kuch tezlik vektoriga
perpendikulyar bo„lsa, u holda zaryad tezligi o„zgarmas va unga markazga
intilma ta‟sir qiladi va uning yo„nalishi o„zgaradi. Demak, zaryad yopiq aylana
bo„ylab harakat qiladi. Bunda magnit maydon zaryadni aylana bo„ylab harakat
qilishga sababchi bo„ladi.
Shunga asosan Nyutonning ikkinchi qonuni va markazga intilma
tezlanishni e‟tiborga olib, quyidagi tenglamani yozamiz:
Bunda m – zarracha massasi, r – aylana radiusi. Bu tenglamani yechish
uchun
ni yozib olamiz. U holda
.
7.23-rasm.Mass spektrometr sxemasi. Massa koeffisentiga binoan musbat
ionlarning siklik yo`l bo`yicha radiusdan bog`lanishi. B-nuqtalar magnit kuch
chiziqlari uchlarining biz tomon yo`nalishini ko`rsatadi.
.
265
Bundan zarracha
r
radiusli orbita bo„ylab doimiy tezlikda harakat qilishini
ko„rish mumkin. Bu esa mass – spektrometrlarda qo„llaniladi va unda nisbiy
massa va ionlar miqdorini aniqlashda qo„llaniladi. 7.23 rasmda ko„rsatilgandek
musbat ionlar potensiallar farqida tezlashtirilib eB energiya oladi. So„ng u bir
jinsli magnit maydoniga tushib aylana bo„ylab harakatlana boshlaydi. Bundan
biz ion massasini aniqlab olishingiz mumkin.
7.23 mass – spektrometr sxemasi.
(7.36)
Misol. 17 % proton magnit induksiyasi 0,5 Tl bo„lgan maydonda
koordinatalar x=0 va y=20 sm, uning tezligi x o„q bo„ylab 4·10
5
m/s, o„q
bo„ylab 6·10
5
m/s bo„lsin, u holda topish kerak.
a) uning aylanish vaqtini;
b) uning traektoriyasini;
c) maydonga airish nuqtasi va tezligini.
Yechish. a) tezlikning o„qdagi qiymati o„zgarmas, uning o„tish vaqti
b) tezlik doimiy bo„lishiga qaramasdanuning potensial tezligi ham doimiy
bo„ladi. Proton – vint ko„rinishidagi orbita bo„ylab harakat qiladi, uning radiusi
s) protonning necha marta aylanishini topish uchun uning umumiy aylana
uzunligini aniqlashimiz kerak.
Uning uzunligi 0,13 m, aylanish soni 10
5
ga teng. Aylana bo„ylab
harakatlanganda magnit maydoni hech qanday ish bajarmaydi
266
J. Newman, Physics of the Life Sciences, DOI: 10.1007/978-0-387-77259-2_14, © Springer
Science+Business Media, LLC 2008. Pp.
431-436
Do'stlaringiz bilan baham: |
