الدرس: 2-2 تأثير كل من المجالين الكهربائي والمغناطيسي في جسيمات مشحونة متحركة خلالهما

ماذا يحصل لجسيم موجب (q+) عندما يتحرك عمودياً داخل:

1. مجال كهربائي منتظم؟

يتأثر بقوة كهربائية موازية لخطوط المجال الكهربائي تجذبه باتجاه المجال الكهربائي حسب العلاقة: $F_E=qE$

2. مجال مغناطيسي منتظم؟

يتأثر بقوة مغناطيسية عمودية على مستوي كل من متجه السرعة ومتجه كثافة الفيض المغناطيسي فينحرف عن مساره متخذاً مساراً دائرياً، وتمثل القوة المغناطيسية المؤثرة بالصيغة: $F_B=q(\overrightarrow{\mathbf{v}}\times \overrightarrow{B})=qvB\sin \theta$

ملاحظة: إذا تحرك الجسيم بزاوية حادة داخل مجال مغناطيسي فإنه يتخذ مساراً بيضوياً (أهلیچی أو حلزوني).

3. المجالين كهربائي ومغناطيسي عموديان على بعضهما في آن واحد؟

يتأثر بقوتين الأولى قوة كهربائية ناتجة عن المجال الكهربائي والثانية قوة مغناطيسية ناتجة عن المجال المغناطيسي، وتكون هاتان القوتين إما باتجاهين متعاكسين أو بنفس الاتجاه ومحصلتهما (قوة لورنز)، وتعطى بالصيغة التالية: ${\overrightarrow{F}}_{\text{Lorentz }}={\overrightarrow{F}}_E+{\overrightarrow{F}}_B$

علام تعتمد القوة المؤثرة في شحنة تتحرك داخل:

مجال مغناطيسي.

• مقدار الشحنة.
• سرعة الشحنة.
• مقدار كثافة الفيض المغناطيسي الزاوية المحصورة بين متجه السرعة ومتجه كثافة الفيض المغناطيسي.

مجال كهربائي.

• مقدار الشحنة.
• مقدار المجال الكهربائي.

كيف يمكنك تحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في شحنة موجبة تمر خلال مجال مغناطيسي منتظم؟

لتعيين اتجاه القوة المغناطيسية $\left({\overrightarrow{\mathit{F}}}_{\mathit{B}}\right)$ تطبق قاعدة الكف اليمنى حيث تدور أصابع الكف اليمنى من اتجاه السرعة $\left(\overrightarrow{\mathbf{v}}\right)$ نحو اتجاه المجال المغناطيسي $\left(\overrightarrow{\mathit{B}}\right)$ فيشير الإبهام إلى اتجاه القوة $\left({\overrightarrow{\mathit{F}}}_{\mathit{B}}\right)$ يكون تأثير القوة المغناطيسية في الشحنة السالبة معاكساً لتأثير القوة المغناطيسية نفسها في الشحنة الموجبة.

ما المقصود بقوة لورنز؟ وأين تستثمر؟

قوة لورنز: هي محصلة القوى المؤثرة في جسيم مشحون يتحرك داخل مجالين متعامدين أحدهما مجال كهربائي والآخر مجال مغناطيسي، وتعطى بالعلاقة: ${\overrightarrow{\mathit{F}}}_{\text{Lorentz }}={\overrightarrow{\mathit{F}}}_E+{\overrightarrow{\mathit{F}}}_{\mathit{B}}$ تستثمر في: أنبوبة الأشعة الكاثودية للتحكم في مسار الحزمة الإلكترونية الساقطة على الشاشة في جهاز التلفاز.

هل يمكن معرفة فيما إذا كان مجالاً مغناطيسياً أم مجالاً كهربائياً موجود في حيز معين؟

وذلك بقذف جسيم مشحون داخل المجال فإذا انحرف الجسيم بموازاة المجال فإن المجال الموجود في الحيز مجالاً كهربائياً، أما إذا انحرف الجسيم المشحون باتجاه عمودي على المجال فإن المجال مغناطيسي، أما إذا لم ينحرف الجسيم المشحون فإن المجال مغناطيسي أيضاً.