القوة المؤثرة في جسيم مشحون

يتم دراسة القوة المؤثرة في جسيم مشحون بسبب المجالات المغناطيسية. شرح للقوة المغناطيسية و العوامل التي تعتمد عليها و في أي اتجاه تؤثر المجالات المغناطيسية.

القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية

من المعلوم أن القوى المغناطيسية تنشأ على سلك مستقيم يمر به تيار كهربي موضوع داخل مجال مغناطيسي. وكذلك الشحنة المتحركة والتي تمثل تيارا كهربيا سوف تتأثر بقوى مغناطيسية بفعل المجال المغناطيسي الخارجي  و تنحرف عن مسارها. 

القوة المغناطيسية

• القوى المؤثرة في جسيم مشحون متحرك هي نفسها القوى المؤثرة على سلك مستقيم وتسمى قوى لورنتس.
• القوة المغناطيسية و التي تعين بالعلاقة حيث أن القوة F  و كثافة الفيض المغناطيسي B و التيار الكهربي I   بينما طول السلك L.
• حيث أن القوة F تقاس به نيوتن N وتقاس كثافة الفيض المغناطيسي B وحدته تسلا T و يقاس التيار I بوحدة الأمبير A  و يقاس طول السلك L بوحدة المتر. وهذا يعني أن النيوتن يكافئ تسلاxالأمبيرxالمتر.

القوة المغناطيسية المؤثرة في جسيم مشحون

القوة  المغناطيسية  التي  تؤثر على شحنة q  تتحرك بسرعة منتظمة v تتعين من العلاقة

 

وتكون الزاوية هي الزاوية المحصورة بين السرعة و خطوط المجال.  و يمكن إثبات القانون من خلال التعويض مكان التيار الكهربي بالشحنة على الزمن و التعويض بدلا من الزمن بالمسافة على السرعة و بالتالي

و بالتالي تعتمد القوة المغناطيسية الناتجة عن المجال المغناطيسي المؤثرة على الشحنات الكهربية المتحركة على كل من 

1. سرعة الجسم المشحون v
2. شحنة الجسم المشحون q
3. شدة المجال المغناطيسي B
4. الزاوية المحصورة بين السرعة واتجاه المجال المغناطيسي

في أي اتجاه تؤثر المجالات المغناطيسية

عند تحديد الاتجاه لابد من معرفة

1. الاتجاه التقليدي/ الاصطلاحي للتيار (فالاتجاه التقليدي للتيار في حالة الشحنة الموجبة هو نفس اتجاه حركتها بينما  للشحنة السالبة في عكس اتجاه حركتها).
2. اتجاه  كثافة الفيض المغناطيسي B (من القطب الشمالي إلى الجنوبي في حالة وجود مغناطيس)
3. قاعدة الثالثة لليد اليمنى ( يتم ضبط اليد اليمنى كما بالشكل التيار تجاه الإبهام و المجال المغناطيسي تجاه باقي الأصابع فإن إتجاه القوي يكون عمودي على باطن الكف). و يمكن إستخدام أيضا قاعدة فلمنج لليد اليسرى.

تطبيقات القوة المغناطيسية المؤثرة في جسيم مشحون

ففي أنبوب أشعة المهبط (الكاثود) المستخدمة في شاشات الكمبيوتر وشاشات التلفاز القديمة. و في هذه الأنبوبة تنحرف الإلكترونات بواسطة المجالات المغناطيسية لتشكيل صورة على الشاشة. حيث ثم تعمل مجالات مغناطيسية على التحكم في اتجاه الشعاع الإلكتروني. وتطلى الشاشة بطبقة فوسفورية تشع عندما تسقط عليها الإلكترونات.