Laddning fysik 2

Eftersom laddningar i rörelse i praktiken är vad vi brukar kalla ström så låter vi återigen högra handens tumme vara i strömmens riktning, och kom nu ihåg att strömriktningen är definierad som den riktning som positiva laddningar rör sig i. Sedan låter vi fingrarna vara i magnetfältets riktning, och då får vi kraften på laddningen i handflatans riktning enligt figuren här.

Om vi vill bestämma kraftens riktning på negativa laddningar som t. Exempel 1 En elektron befinner sig i ett magnetfält enligt figuren. Hur stor kraft påverkas elektronen av och hur är kraften riktad? Kraftens riktning: Vi använder högerhandsregeln: Vi riktar högra handens tumme i strömriktningen, dvs. Sedan riktar vi högra handens fingrar i magnetfältets riktning, dvs.

Svar Styra laddade partiklar Det här innebär att laddade partiklar som kommer in i ett magnetfält med hastigheten vinkelrät mot magnetfältets riktning kommer att böja av och börja färdas i en cirkelrörelse. I figuren så är magnetfältet riktat ut ur pappret vilket innebär att en negativt laddad partikel med hastigheten riktad från vänster till höger kommer att påverkas av en kraft riktad uppåt, kontrollera själv med högerhandsregeln, medan en positivt laddad partikel påverkas av en kraft riktad nedåt.

Allteftersom partiklarna böjer av så ändras ju strömriktningen vilket då även påverkar kraftriktningen vilket i sin tur gör att den magnetiska kraften på partiklarna agerar centripetalkraft och partiklarna böjer av i cirkelbanor. Testa även det här med högerhandsregeln. Detta gör att vi kan styra laddade partiklar i olika praktiska tillämpningar genom att använda lämpliga hastigheter och flödestätheter.

Vi tänker oss därför ett homogent elektriskt fält med fältstyrkan E mellan två laddade plattor med den positiva plattan överst. Detta tolkar vi som att de påverkas av en kraft. I fallet med elektriska laddningar så tänker man sig att objekt med egenskapen laddning, t. Vi tänker oss även att en annan partikel, en s.

Laddning elektron

Testladdningen kommer då att påverkas av fältet och påverkas av en kraft riktad mot elektronen. Detta ser vi i den övre vänstra bilden nedan. Eftersom testladdningen har så liten laddning så bortser vi från att den också skapar ett fält. Vi kan ju inte se fältet men det finns lite olika sätt att illustrera det. Till att börja med så ska vi påminna oss om att laddningar påverkar varandra med krafter enligt Coulombs lag.

Detta bör ju framgå då vi försöker illustrera fältet. Ett sätt är att tänka sig ett fält är att det i alla punkter i fältet finns ett värde, en fältstyrka, som påverkar ett objekt med rätt egenskap som placeras där. Ett exempel på detta ser vi i övre högra bilden nedan.

Våg partikeldualism

I den nedre vänstra bilden ser vi ett alternativt sätt att illustrera fältet, dvs. Fältet är vad man brukar kalla ett vektorfält. Men även detta sätt kan bli lite omständligt och för att kvalitativt illustrera fältet använder man ofta s. Ju tätare fältlinjerna är, desto starkare är fältet. Pilarna visar fältets riktning, i fallet med laddningar handlar det om den riktning en positiv laddning påverkas av fältet.

Kraften är uppkallade efter Hendrik Lorentz eftersom det kompletta uttrycket är invariant under en lorentztransformation lorentzinvariant. Alltså kommer en laddad partikel att följa med E-fältet men böjas av enligt högerhandsregeln i ett B-fält. Wikipedia skriver om Lorentzkraft Laddningar i magnetfält En laddad partikel som rör sig i ett magnetfält påverkas alltså av en kraft.

Härledning Tänk dig en ström av elektroner i en ledare. Det förekommer som bildrör i TV-apparater och radardisplayer. Det finns två primära typer av katodstrålerör, de som är har elektrostatisk avböjning och de med magnetisk avböjning.

Permanentmagnet

Elektrostatisk avböjning fungerar så att fyra elektroder är monterade inuti det lufttomma röret och vid pålagd spänning, positiv på en platta och negativ på plattan mitt emot, böjs strålen åt sidan. De sitter parvis i x- och y-led och kan på så vis styra strålen mot en viss punkt på skärmen. Denna typ är vanligast i oscilloskop. Magnetisk avböjning fungerar så att spolar som sitter på utsidan av röret bildar magnetiska fält som böjer av elektronstrålen.

Sådana typer av rör är vanligast i TV-apparater.