Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Тысячи капель, десятки тысяч числовых значений электрических зарядов, которыми были заряжены капли, заносились изо дня в день в таблицу наблюдений. И если справедли­во, что существует наименьшее значение элект­рического заряда, то должно быть и наимень­шее кратное всех зарядов капель. Это число было найдено:

е=1,6•10-19 кулона.

Сила Лоренца

Поместим проводник с током в магнитное поле. Он придет в движение. Силу, которая на него действует, —определил Ампер:

FA = B1lsina.

Если же угол а между направлением поля и тока в проводнике прямой, то выражение полу­чает такой вид:

FA = BII.

Но что же надо считать первопричиной дви­жения проводника с током в магнитном поле? Из чего складывается сила Ампера? Поле пере­мещает проводник, если в нем течет ток, а ток — движение электронов. Очевидно, сумма сил, действующих на каждый из движущихся заря­дов, и есть сила Ампера. Лоренц определил силу, действующую на каждый электрон. Для этого он разделил силу Ампера на число элект­ронов в проводнике:

FЛ=FA/n=BIl/n.

В этой формуле В — индукция поля, I — сила тока, l длина проводника и n — число электронов. Сила тока определяется в объеме проводника зарядом q, проходящим через сече­ние проводника в единицу времени: I=q/t .

Заряд q определяется произведением числа электронов я на заряд одного электрона е:

q=ne. Если в формулу Ампера подставить значение I, то

где v — скорость движения электрона в про­воднике.

Теперь формулу Лоренца можно записать так:

Сила Лоренца перпендикулярна как век­тору скорости электрона v, так и вектору индук­ции поля В. Из механики известно: если на дви­жущееся тело действует сила, перпендикуляр­ная направлению его движения, то это центро­стремительная сила — тело будет двигаться по кругу. Учтя это, можно сказать, что заряженная частица, попадая в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно ее движе­нию, будет двигаться под действием силы Лоренца по окружности.

Магнитное поле действует только на дви­жущиеся заряды. Направление силы, действую­щей на заряд, всегда перпендикулярно его движению, а это значит, что она изменяет лишь направление движения, но не его скорость. Кинетическая энергия частицы остается без изменений.

Так как центростремительная сила — это сила Лоренца, т. е.

то, следовательно:

Bev=mv2/R.

Эта формула позволяет находить отношение заряда частицы к ее массе:

e/m=v/(BR).

Такое поведение движущегося заряда в маг­нитном поле дает возможность строить гигант­ские инструменты для проникновения в сокро­венные тайны микромира — ускорители эле­ментарных частиц. Электрическое поле ускоряет частицы, а магнитное поле возвращает их для повторения цикла.

Электрический момент

и поляризация диэлектрика

Два разноименных электрических заряда, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга, называются электрическим диполем. Диполь характеризуют вектором электрического момента (Рэ), который равен про­изведению одного заряда на расстояние между

зарядами, т. е. P®э=ql®. Вектор этот направлен от отрицательного заряда к положительному и в электрическом поле ориентируется (повора­чивается) по направлению поля. Это явление называется поляризацией. Если поле

215