บทความพิเศษ

ธรรมชาติมหัศจรรย์

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การทดลองเสมือนจริง

การเคลื่อนที่ของประจุในสนามแม่เหล็ก 1

     ในห้องทดลองนี้แสดงการเคลื่อนที่ของประจุลบ ในสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางอยู่บนแกน  + Z และ  -Z   เริ่มต้นให้อนุภาคเคลื่อนที่ออกจากจุดกำเนิดด้วยความเร็ว  v_x  และ  v_z   

       กำหนดให้  B  =  + 2.0 mT   บนแกน  +Z   ให้  v_Z  =  0   และ  v_x  มีค่าสูงสุด =  8.0 x 10⁷   m/s  กดปุ่ม  RUN    สังเกตว่าเกิดอะไรขึ้น

       ไม่ว่าประจุทดสอบที่ใช้ในห้องทดลองจะเป็นประจุบวกหรือลบ   เวกเตอร์  v x B  จะมีทิศทางเข้าหาจุดศูนย์กลางเสมอ  แต่ในห้องทดลองกำหนดให้เป็นประจุลบ  อนุภาคจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมทวนเข็มนาฬิกาบนแกน +y   สังเกตดูที่จุดกำเนิด  x =0  ,  y =0   ความเร็วจะวิ่งอยู่ในทิศทางบวก  x   เพราะว่า เวกเตอร์  B  มีทิศพุ่งออก  ทำให้เวกเตอร์  v X B  ชี้ไปในทิศทางแกน  - y แต่เนื่องจากเป็นประจุลบ  ทิศทางการครอสของเวกเตอร์จึงมีทิศทางไปทางแกน  +y   นั่นคือทิศทางของแรงเข้าสู่ศูนย์กลางที่จุดกำเนิด พุ่งไปบนแกนบวก  y   เช่นเดียวกันเมื่อประจุหมุนขึ้นไปบนสุด  ( x=0   , y = y_max )  ความเร็วจะวิ่งอยู่ในทิศทาง -x   ทิศทางการครอสของเวกเตอร์จึงมีทิศทางไปทางแกน  -y   นั่นคือทิศทางของแรงเข้าสู่ศูนย์กลางที่จุดกำเนิด พุ่งไปบนแกนลบ  y  

     เพราะ แรงเข้าสู่ศูนย์กลางที่กระทำกับประจุมีขนาดคงที่  ทำให้ประจุหมุนเป็นวงกลมอยู่ได้  ลองตอบคำถามว่า เกิดอะไรขึ้นกับรัศมีวงโคจร  R   ขณะที่เราลดค่า  v_x   โดยให้  B  คงที่  และ  v_Z  เป็นศูนย์ ?

     กลับทิศทางของเวกเตอร์ B  โดยกำหนดค่าสนามแม่เหล็ก =   - 2.0 mT และยิงอิเล็กตรอนออกไปด้วยความเร็ว  v_z   = 0    และ  v_x  =  8.0 x 10 ⁷  m/s  สังเกตดูว่าประจุลบหมุนทวนหรือตามเข็มนาฬิกา  

      ทั้งหมดนั้นเรากำหนดไว้ว่า ประจุไม่มีการสูญเสียพลังงานขณะเคลื่อนที่   ทำให้รัศมีวงโคจร  R  คงที่   แต่ถ้าอนุภาคมีการสูญเสียพลังงาน  การเคลื่อนที่ของประจุจะเป็นวงกลมหมุนเข้าข้างใน เป็นเกลียวใน  ให้สังเกตการเคลื่อนที่ของประจุในห้องฟอง  (Bubble  chamber) หรือห้องหมอก

      อะไรจะเกิดขึ้นถ้าคุณให้ความเร็วในแนวดิ่งกับประจุด้วย   กำหนดให้   v_z   =  6.0 x 10⁵  m/s   และ   v_x  =  8.0 x 10 ⁷  m/s     (อนุภาคจะเคลื่อนที่เป็นเกลียวขึ้นไปข้างบน)

<< หน้าก่อน      หน้าถัดไป >>

หน้า   1    2    3   4 

ข้อสอบเอนทรานซ์

พจนานุกรมฟิสิกส์

ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c

ฟิสิกส์พิศวง

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)