כוחות אויף באַוועגלעכע טשאַרדזשעס: עלעקטרישע און מאַגנעטישע דערשיינונגען
עלעקטרישע לאדונג איז א יסודות'דיגער קאנצעפט אין פיזיק וואס ליגט אונטער עטלעכע וויכטיגע נאטירלעכע דערשיינונגען. איין פאסינירנדער אספעקט פון עלעקטרישע לאדונג איז ווי אזוי זי אויסאיבט א קראפט אויף באוועגלעכע לאדונגען. אין דעם ארטיקל וועלן מיר אויספארשן דעם דערשיינונג, זיך פארטיפן אין אירע יסודות'דיגע פרינציפן, די געזעצן וואס רעגולירן איר, און אירע טעכנאלאגישע אנווענדונגען אין אונזער טעגליכן לעבן.
עלעקטרישע לאָדונג און עלעקטריש פעלד
עלעקטרישע לאדונג איז א יסודות'דיגע אייגנשאפט פון טיילכלעך וואס מאכט זיי דערפארן א קראפט ווען זיי זענען נאנט צו אנדערע לאדונגען. עס זענען דא צוויי סארטן לאדונגען: פאזיטיוו און נעגאטיוו. ענלעכע לאדונגען שטויסן זיך אפ איינע די אנדערע, בשעת קעגנגעזעצטע לאדונגען ציען זיך איינע די אנדערע. די אינטעראקציע צווישן די לאדונגען ווערט באשריבן דורך קולאמב'ס געזעץ, וואס זאגט אז די קראפט צווישן צוויי לאדונגען איז פראפארציאנעל צום פראדוקט פון זייערע לאדונגען און פארקערט פראפארציאנעל צום קוואדראט פון דער דיסטאנץ צווישן זיי.
עלעקטריש פעלד
אן עלעקטריש פעלד איז א רעפרעזענטאציע פון דער קראפט וואס א לאדונג דערלעבט אין א ספעציפישן ארט אין פלאץ. דאס פעלד ווערט געשאפן דורך עלעקטרישע לאדונגען און קען אויסגערעכנט ווערן מיט מאקסוועל'ס גלייכונגען. ווען א לאדונג q ווערט געשטעלט אין אן עלעקטרישן פעלד E, דערלעבט עס א קראפט געגעבן דורך:
\[ \mathbf{F} = q\mathbf{E} \]
דער פענאמען פון לאדונג באוועגונג אין עלעקטרישע און מאגנעטישע פעלדער
איצט, לאָמיר זען וואָס פּאַסירט ווען די לאָדונג באַוועגט זיך. ווען אַן עלעקטרישע לאָדונג q באַוועגט זיך מיט אַ גיכקייט \(\mathbf{v}\) אין אַן עלעקטרישן פעלד \(\mathbf{E}\), איז די קראַפט אויף דער לאָדונג די קאָמבינאַציע פון דער עלעקטרישער קראַפט און דעם צוגעלייגטן ווירקונג פון דעם מאַגנעטישן פעלד, אויב פאַראַן.
לאָרענץ קראַפט
די גאַנצע קראַפט וואָס אַ באַוועגלעכע לאָדונג דערפאַרט אין אַן עלעקטרישן פעלד און אַ מאַגנעטישן פעלד ווערט באַשריבן דורך דער לאָרענץ קראַפט, וואָס ווערט געגעבן דורך:
\[ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]
די מאנא:
– \( \mathbf{F} \) איז די גאַנצע קראַפט אויף דער לאָדונג
– \(q \) איז די עלעקטרישע לאדונג
– \( \mathbf{E} \) איז דאָס עלעקטרישע פעלד
– \( \mathbf{v} \) איז די גיכקייט פון דער לאָדונג
– \( \mathbf{B} \) איז דאָס מאַגנעטישע פעלד
– \( \times \) ווײַזט אָן דעם קראָס־פּראָדוקט
די גלייכונג ווייזט אז אין צוגאב צו דער קראַפט וואָס ווערט געפֿירט דורך דעם עלעקטרישן פעלד, ווערט פּראָדוצירט נאָך אַ קראַפט ווען אַ לאָדונג באַוועגט זיך אין אַ מאַגנעטישן פעלד. די מאַגנעטישע קראַפט איז אָפּהענגיק פֿון דער ריכטונג פֿון דער לאָדונגס באַוועגונג און דער אָריענטאַציע פֿון דעם מאַגנעטישן פעלד, און אַקטירט שטענדיק פּערפּענדיקולאַר צו ביידע ריכטונגען.
מאַגנעטיש פעלד
א מאַגנעטישע פעלד ווערט פּראָדוצירט דורך אַן עלעקטרישן שטראָם אָדער אַ מאַגנעטישן אָביעקט ווי אַ שטאַנג-מאַגנעט. אַ יסודותדיקע אייגנשאַפט פון אַ מאַגנעטישע פעלד איז אַז עס טוט נישט קיין קראַפט אויף אַ סטאַציאָנערע עלעקטרישע לאָדונג. אָבער, אַמאָל די לאָדונג איז אין באַוועגונג, הייבט דאָס מאַגנעטישע פעלד אָן צו טאָן אַ קראַפט וואָס פּרוּווט צו ענדערן די ריכטונג פון דער לאָדונג'ס באַוועגונג.
דער עפעקט פון מאַגנעטישע פעלדער אויף באַוועגלעכע טשאַרדזשעס
כדי צו פֿאַרשטיין ווי מאַגנעטישע פֿעלדער אַרבעטן, לאָמיר צוריקגיין צו דער לאָרענץ קראַפֿט גלייכונג און נעמען בלויז דעם טייל וואָס האַנדלט מיט מאַגנעטישע פֿעלדער:
[\mathbf{F}_B = q(\mathbf{v} × \mathbf{B})\]
די קראַפט איז שטענדיק געריכטעט פּערפּענדיקולאַר צו דער ריכטונג פון דעם מאַגנעטישן פעלד (B) און דער גיכקייט פון דער לאָדונג (v). דערפֿאַר טוט דאָס מאַגנעטישע פעלד נישט קיין אַרבעט אויף דער לאָדונג, אָבער עס ענדערט יאָ די ריכטונג פון דער לאָדונג'ס באַוועגונג. דאָס פאַראורזאַכט אַז די לאָדונג'ס טראַיעקטאָריע זאָל זיין קייַלעכדיק אָדער שפּיראַליש, דיפּענדינג אויף די אַנדערע קאָמפּאָנענטן פון דער גיכקייט און דעם מאַגנעטישן פעלד.
אַפּליקאַציעס פון מאַגנעטישע פעלדער און באַוועגלעכע טשאַרדזשעס
1. מאַסע ספּעקטראָמעטער
א מאסע ספעקטראמעטער איז א מיטל וואס מען ניצט צו מעסטן די מאסע פון טיילכלעך דורך דעטעקטירן זייערע טראיעקטאריעס ווען זיי גייען אדורך א מאגנעטישן פעלד. ווען געלודענע טיילכלעך גייען אדורך א מאגנעטישן פעלד, בייגן זיי זיך אפ לויט זייער לאדונג און שנעלקייט. דער אונטערשייד אין די טראיעקטאריעס ערלויבט צו באשטימען די מאסע פון די טיילכלעך.
2. ציקלאָטראָן און סינקראָטראָן
ציקלאָטראָנען און סינקראָטראָנען זענען טיילכעל אַקסעלעראַטאָרן געניצט אין טיילכעל פיזיק צו אַקסעלערירן געלאָדענע טיילכלעך צו הויכע ענערגיעס. מאַגנעטישע פעלדער ווערן געניצט צו האַלטן די טיילכלעך אין קייַלעכדיקע אָרביטן, בשעת עלעקטרישע פעלדער צושטעלן נאָך אימפּוט פֿאַר יעדער רעוואָלוציע.
3. עלעקטרישע מאָטאָרן און דזשענעראַטאָרן
עלעקטרישע מאָטאָרן קאָנווערטירן עלעקטרישע ענערגיע אין מעכאנישע ענערגיע ניצנדיק דעם גרונטפּרינציפּ פון קראַפט וואָס אַרבעט אויף באַוועגלעכע טשאַרדזשעס אין אַ מאַגנעטישן פעלד. ענלעך, גענעראַטאָרן אַרבעטן דורך באַוועגן אַ קאַנדאַקטאָר אין אַ מאַגנעטישן פעלד צו פּראָדוצירן עלעקטריע.
4. אַוראָראַס
די נאָרדערן ליכט און נאָרדערן אויסטראַליס זענען נאַטירלעכע ליכט דערשיינונגען אין דער ערד'ס הימל וואָס ווערן געפֿירט דורך דער אינטעראַקציע פון געלאָדענע פּאַרטיקלען פון דעם זון-ווינט מיט דער ערד'ס מאַגנעטישן פעלד. געלאָדענע פּאַרטיקלען פון דער זון ווערן באַשנעלערט דורך דעם ערד'ס מאַגנעטישן פעלד און קאָלידירן מיט דער אַטמאָספער, וואָס פּראָדוצירט שיינע ליכט-אויסשטעלונגען.
קעסימפּולאַן
פֿאַרשטיין די כוחות אויף באַוועגלעכע לאָדן, באַזונדערס ווי זיי ווערן באַאיינפֿלוסט דורך עלעקטרישע און מאַגנעטישע פֿעלדער, איז אין צענטער פֿון פֿיל אַפּליקאַציעס און דערשיינונגען אין פֿיזיק און טעכנאָלאָגיע. פֿון די גרונטלעכע כּללים וואָס ווערן אויסגעשריבן דורך קולאָמבס געזעץ ביז סאָפֿיסטיקירטע אַפּליקאַציעס אין טיילכעל אַקסעלעראַטאָרן און עלעקטראָמעכאַנישע דעוויסעס, פֿאַרבינדן די פּרינציפּן די טעאָרעטישע וועלט מיט פּראַקטישע אַפּליקאַציעס. די רייזע צו פֿאַרשטיין די כוחות אויף באַוועגלעכע לאָדן איז אַן אינספּירירנדיק בייַשפּיל פֿון ווי גרונטלעכע קאָנצעפּטן אין פֿיזיק קענען באַפֿעסטיקן דעם וועג פֿאַר פֿילע כידעשים און אַ טיפֿערן פֿאַרשטאַנד פֿון דער וועלט.
