កម្លាំងលើបន្ទុកដែលកំពុងផ្លាស់ទី

កម្លាំងលើបន្ទុកដែលកំពុងផ្លាស់ទី៖ បាតុភូតអគ្គិសនី និងម៉ាញេទិក

បន្ទុកអគ្គិសនី គឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលជាមូលដ្ឋាននៃបាតុភូតធម្មជាតិសំខាន់ៗមួយចំនួន។ ទិដ្ឋភាពគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយនៃបន្ទុកអគ្គិសនី គឺរបៀបដែលវាបញ្ចេញកម្លាំងទៅលើបន្ទុកដែលកំពុងធ្វើចលនា។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងស្វែងយល់ពីបាតុភូតនេះ ដោយស្វែងយល់ពីគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានរបស់វា ច្បាប់ដែលគ្រប់គ្រងវា និងការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យារបស់វានៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង។

បន្ទុកអគ្គិសនី និងដែនអគ្គិសនី

បន្ទុកអគ្គិសនីគឺជាលក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋានរបស់ភាគល្អិត ដែលបណ្តាលឱ្យពួកវាជួបប្រទះនឹងកម្លាំងមួយ នៅពេលដែលពួកវានៅជិតបន្ទុកផ្សេងទៀត។ មានបន្ទុកពីរប្រភេទ៖ វិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។ បន្ទុកដូចគ្នារុញច្រានគ្នាទៅវិញទៅមក ខណៈដែលបន្ទុកផ្ទុយគ្នាទាញគ្នាទៅវិញទៅមក។ អន្តរកម្មរវាងបន្ទុកទាំងនេះត្រូវបានពិពណ៌នាដោយច្បាប់ Coulomb ដែលចែងថាកម្លាំងរវាងបន្ទុកពីរគឺសមាមាត្រទៅនឹងផលគុណនៃបន្ទុករបស់ពួកវា និងសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងការ៉េនៃចម្ងាយរវាងពួកវា។

វាលអគ្គិសនី

ដែនអគ្គិសនី គឺជាតំណាងនៃកម្លាំងដែលជួបប្រទះដោយបន្ទុកនៅទីតាំងជាក់លាក់មួយក្នុងលំហ។ ដែននេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយបន្ទុកអគ្គិសនី ហើយអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការរបស់ម៉ាក់ស្វែល។ នៅពេលដែលបន្ទុក q ត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនអគ្គិសនី E វាជួបប្រទះកម្លាំងដែលផ្តល់ដោយ៖

\[ \mathbf{F} = q\mathbf{E} \\]

បាតុភូតនៃចលនាបន្ទុកក្នុងដែនអគ្គិសនី និងដែនម៉ាញេទិក

ឥឡូវនេះ ចូរយើងមើលថាមានអ្វីកើតឡើងនៅពេលដែលបន្ទុកផ្លាស់ទី។ នៅពេលដែលបន្ទុកអគ្គិសនី q ផ្លាស់ទីដោយល្បឿន \(\mathbf{v}\) នៅក្នុងដែនអគ្គិសនី \(\mathbf{E}\) កម្លាំងលើបន្ទុកគឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃកម្លាំងអគ្គិសនី និងឥទ្ធិពលបន្ថែមនៃដែនម៉ាញេទិក ប្រសិនបើមាន។

កម្លាំង Lorentz

កម្លាំងសរុបដែលជួបប្រទះដោយបន្ទុកដែលកំពុងធ្វើចលនានៅក្នុងដែនអគ្គិសនី និងដែនម៉ាញេទិក ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយកម្លាំង Lorentz ដែលត្រូវបានផ្តល់ដោយ៖

\[ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]

កន្លែងណា៖
–\(\mathbf{F}\) គឺជាកម្លាំងសរុបលើបន្ទុក
–\(q\) គឺជាបន្ទុកអគ្គិសនី
–\(\mathbf{E}\) គឺជាដែនអគ្គិសនី
–\(\mathbf{v}\) គឺជាល្បឿននៃបន្ទុក
– \( \mathbf{B} \) គឺជាដែនម៉ាញេទិក
–\( \ដង \) បង្ហាញពីផលគុណឆ្លងកាត់

សមីការនេះបង្ហាញថា បន្ថែមពីលើកម្លាំងដែលបណ្តាលមកពីដែនអគ្គិសនី មានកម្លាំងបន្ថែមដែលបង្កើតឡើងនៅពេលដែលបន្ទុកផ្លាស់ទីក្នុងដែនម៉ាញេទិក។ កម្លាំងម៉ាញេទិកនេះអាស្រ័យលើទិសដៅនៃចលនារបស់បន្ទុក និងទិសដៅនៃដែនម៉ាញេទិក ហើយតែងតែធ្វើសកម្មភាពកាត់កែងទៅទិសដៅទាំងពីរ។

ដែនម៉ាញេទិក

ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយចរន្តអគ្គិសនី ឬវត្ថុម៉ាញេទិកដូចជាមេដែករបារ។ លក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាននៃដែនម៉ាញេទិកគឺថាវាមិនបញ្ចេញកម្លាំងលើបន្ទុកអគ្គិសនីនៅនឹងកន្លែងនោះទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលបន្ទុកមានចលនា ដែនម៉ាញេទិកចាប់ផ្តើមបញ្ចេញកម្លាំងដែលព្យាយាមផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃចលនារបស់បន្ទុក។

ឥទ្ធិពលនៃដែនម៉ាញេទិកលើបន្ទុកដែលកំពុងផ្លាស់ទី

ដើម្បីយល់ពីរបៀបដែលដែនម៉ាញេទិកដំណើរការ ចូរយើងត្រលប់ទៅសមីការកម្លាំង Lorentz វិញ ហើយយកតែផ្នែកដែលទាក់ទងនឹងដែនម៉ាញេទិក៖

\[ \mathbf{F}_B = q(\mathbf{v} \គុណនឹង \mathbf{B}) \]

កម្លាំងនេះតែងតែត្រូវបានដឹកនាំកាត់កែងទៅនឹងទិសដៅនៃដែនម៉ាញេទិក (\(\mathbf{B}\)) និងល្បឿននៃបន្ទុក (\(\mathbf{v}\))។ ជាលទ្ធផល ដែនម៉ាញេទិកមិនដំណើរការលើបន្ទុកទេ ប៉ុន្តែវាផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃចលនារបស់បន្ទុក។ នេះបណ្តាលឱ្យគន្លងនៃបន្ទុកមានរាងជារង្វង់ ឬវង់ អាស្រ័យលើសមាសធាតុផ្សេងទៀតនៃល្បឿន និងដែនម៉ាញេទិក។

ការអនុវត្តនៃដែនម៉ាញេទិក និងបន្ទុកចលនា

១. ម៉ាសស្ពិចត្រូម៉ែត្រ
ស្ពិចត្រូម៉ែត្រម៉ាស់ គឺជាឧបករណ៍មួយដែលប្រើសម្រាប់វាស់ម៉ាស់ភាគល្អិត ដោយរកឃើញគន្លងរបស់វា នៅពេលវាឆ្លងកាត់ដែនម៉ាញេទិក។ នៅពេលដែលភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកឆ្លងកាត់ដែនម៉ាញេទិក ពួកវានឹងបង្វែរទិសដៅទៅតាមបន្ទុក និងល្បឿនរបស់វា។ ភាពខុសគ្នានៃគន្លងទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យកំណត់ម៉ាស់របស់ភាគល្អិត។

២. ស៊ីក្លូត្រុង និង ស៊ីនក្រូត្រុង
ស៊ីក្លូត្រុង និងស៊ីនក្រូត្រុង គឺជាឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនភាគល្អិតដែលប្រើក្នុងរូបវិទ្យាភាគល្អិត ដើម្បីបង្កើនល្បឿនភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកទៅកាន់ថាមពលខ្ពស់។ ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើដើម្បីរក្សាភាគល្អិតឱ្យស្ថិតនៅក្នុងគន្លងរង្វង់ ខណៈដែលដែនអគ្គិសនីផ្តល់កម្លាំងរុញច្រានបន្ថែមសម្រាប់បដិវត្តន៍នីមួយៗ។

១. ម៉ូទ័រអគ្គិសនី និងម៉ាស៊ីនភ្លើង
ម៉ូទ័រអគ្គិសនីបំលែងថាមពលអគ្គិសនីទៅជាថាមពលមេកានិចដោយប្រើគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពលើបន្ទុកដែលកំពុងផ្លាស់ទីនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ម៉ាស៊ីនភ្លើងដំណើរការដោយការផ្លាស់ទីចំហាយនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកដើម្បីផលិតអគ្គិសនី។

៤. ពន្លឺ​អូរ៉ូរ៉ា
ពន្លឺអូរ៉ូរ៉ា បូរីអាលីស និង ពន្លឺអូរ៉ូរ៉ា អូស្ត្រាលីស គឺជាបាតុភូតពន្លឺធម្មជាតិនៅលើមេឃរបស់ផែនដី ដែលបណ្តាលមកពីអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកពីខ្យល់ព្រះអាទិត្យជាមួយនឹងដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដី។ ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកពីព្រះអាទិត្យត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដោយដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដី ហើយប៉ះទង្គិចជាមួយបរិយាកាស ដែលបង្កើតជាការបង្ហាញពន្លឺដ៏ស្រស់ស្អាត។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ការយល់ដឹងអំពីកម្លាំងលើបន្ទុកដែលកំពុងធ្វើចលនា ជាពិសេសរបៀបដែលពួកវារងផលប៉ះពាល់ដោយដែនអគ្គិសនី និងម៉ាញេទិក គឺជាចំណុចស្នូលនៃកម្មវិធី និងបាតុភូតជាច្រើននៅក្នុងរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យា។ ចាប់ពីច្បាប់ជាមូលដ្ឋានដែលបានគូសបញ្ជាក់ដោយច្បាប់ Coulomb រហូតដល់កម្មវិធីទំនើបៗនៅក្នុងឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនភាគល្អិត និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូមេកានិច គោលការណ៍ទាំងនេះភ្ជាប់ពិភពទ្រឹស្តីជាមួយនឹងការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ ដំណើរឆ្ពោះទៅរកការយល់ដឹងអំពីកម្លាំងលើបន្ទុកដែលកំពុងធ្វើចលនា គឺជាឧទាហរណ៍ដ៏បំផុសគំនិតមួយអំពីរបៀបដែលគោលគំនិតជាមូលដ្ឋាននៅក្នុងរូបវិទ្យាអាចបើកផ្លូវសម្រាប់ការច្នៃប្រឌិតជាច្រើន និងការយល់ដឹងកាន់តែស៊ីជម្រៅអំពីសកលលោក។