उनके बीच दूरी डी के साथ विमान समानांतर इलेक्ट्रोड के बीच इलेक्ट्रॉन के आंदोलन पर विचार करें।

लैपलेस समीकरण, एक दृश्य होने के बाद, समीकरण को कम करने के बाद

जहां आप इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर है।

आयताकार समन्वय प्रणाली में इलेक्ट्रॉन गति समीकरण तीन समीकरणों में बांटा गया है:

इस मामले में, चुंबकीय क्षेत्र अनुपस्थित है, और विद्युत में एक घटक आई \u003d ई। फिर समीकरणों की प्रणाली के रूप में दर्ज किया जाएगा

मान लीजिए कि इस समय टी \u003d 0 पर, इलेक्ट्रॉन समन्वय की उत्पत्ति के बिंदु पर है और एक्स और वाई अक्षों के साथ घटकों वाले वेग v0 के साथ चलता है, और z द्वारा गति घटक शून्य है। फिर एकीकरण समीकरणों की ओर जाता है:

पहले दो समीकरणों को फिर से एकीकृत करने के बाद, हम प्राप्त करते हैं;

दोनों मामलों में एकीकरण स्थिरांक शून्य हैं, क्योंकि प्रारंभिक क्षण x \u003d y \u003d 0 में, तीसरे समीकरण का एकीकरण z \u003d 0 देता है।

हम इलेक्ट्रॉन प्रक्षेपण, प्रतिस्थापन के समीकरण को प्राप्त करते हैं:

यह देखा जा सकता है कि आंदोलन पैराबोल (चित्र 2.1 में वक्र 1) में होता है। विश्लेषण से पता चलता है कि इस पैराबोला की चोटी के निर्देशांक हैं

इस प्रक्षेपवक्र पर एक कदम बनाना, इलेक्ट्रॉन समन्वय के साथ बिंदु पर एक्स अक्ष पर लौटता है:

यदि तीव्रता वेक्टर विपरीत दिशा (-U) को भेजा जाता है, तो प्रक्षेपण समीकरण परिवर्तनों के पहले सदस्य का संकेत

वे। इस मामले में, इलेक्ट्रॉन प्रक्षेपवक्र 2 (Fig.2.1 में) के साथ आगे बढ़ेगा। यह पैराबोला का एक खंड है, पैराबोल निर्देशांक की उत्पत्ति के प्रति सममितीय सापेक्ष 1 है।

\u003e क्षेत्र में तेजी लाने में इलेक्ट्रॉन आंदोलन

और चित्र की छवि को रूप में चित्रित किया गया है स्लेस्ट लाइन्स (तनाव रेखाएं) एक कैथोड और एनोड डायोड जैसे दो इलेक्ट्रोड के बीच एक सजातीय विद्युत क्षेत्र।

यदि इलेक्ट्रोड यू के बीच संभावित अंतर , और उनके बीच की दूरी डी , उस क्षेत्र की ताकत

के लिये एकरूप क्षेत्र मूल्य इ।स्थिर है।

इलेक्ट्रोड से कम क्षमता वाले इलेक्ट्रोड से, उदाहरण के लिए, कैथोड से सेवा मेरे,गतिशील ऊर्जा डब्ल्यू और प्रारंभिक गति वी के साथ इलेक्ट्रॉन उड़ता है 0 , क्षेत्र की बिजली लाइनों के साथ निर्देशित। क्षेत्र इलेक्ट्रॉन के आंदोलन को तेज करता है। दूसरे शब्दों में, इलेक्ट्रॉन उच्च क्षमता वाले इलेक्ट्रोड को आकर्षित किया जाता है। इस मामले में, फ़ील्ड कहा जाता है तेज करना।

फील्ड की ताकत एक सकारात्मक चार्ज पर कार्य करने के लिए संख्यात्मक रूप से बराबर होती है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन पर अभिनय बल

एफ \u003d उसका।

"माइनस" संकेत माना जाता है क्योंकि बल एफ वेक्टर के विपरीत पक्ष की ओर निर्देशित इ।कभी-कभी यह संकेत नहीं डालता है।

निरंतर शक्ति एफ की कार्रवाई के तहत इलेक्ट्रॉन त्वरित है ए \u003d एफ / टी।सीधे चलते हुए, इलेक्ट्रॉन सबसे बड़ी गति वी प्राप्त करता है और काइनेटिक ऊर्जा डब्ल्यू इसके रास्ते के अंत में, यानी जब वह उड़ता है तो इलेक्ट्रोड को मारना। इस प्रकार, बढ़ते क्षेत्र में, इलेक्ट्रॉन आंदोलन क्षेत्र के संचालन के कारण गतिशील इलेक्ट्रॉन ऊर्जा बढ़ जाती है। ऊर्जा संरक्षण वृद्धि के कानून के अनुसार गतिज ऊर्जा इलेक्ट्रॉन डब्ल्यू-डब्ल्यू समान रूप से, क्षेत्र का काम, जो चार्जिंग चार्ज के काम से निर्धारित होता है इ।उनके द्वारा पारित संभावित अंतर पर:

डब्ल्यू - डब्ल्यू 0 \u003d एमवी 2 / 2 - एमवी 0 2 / 2 \u003d ईयू। (4)

यदि प्रारंभिक इलेक्ट्रॉन गति शून्य है, तो

डब्ल्यू \u003d एमवी 2 / 2 \u003d ईयू। (5)

वे। गतिशील इलेक्ट्रॉन ऊर्जा क्षेत्र के क्षेत्र के बराबर है।

प्रारंभिक गति के मामले में कुछ सन्निकटन के साथ फॉर्मूला (5) लागू किया जा सकता है वी 0 कई कम परम गति वी,एक ही समय में

एमवी 0 2 /2 " एमवी 2 /2

यदि यह सशर्त रूप से बिजली की मात्रा की प्रति इकाई एक इलेक्ट्रॉन चार्ज को अपनाया जाता है, तो यू \u003d 1 इलेक्ट्रॉन एनर्जी में ऊर्जा की प्रति इकाई ली जाती है इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (ईवी)। ज्यादातर मामलों में, इलेक्ट्रॉन-वोल्ट में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को व्यक्त करना सुविधाजनक है, न कि जौल्स में।

फॉर्मूला (5) अंतिम इलेक्ट्रॉन दर निर्धारित करता है

अर्थों को प्रतिस्थापित करना ई और टी,आप प्रति सेकंड मीटर या किलोमीटर में गति के लिए एक सुविधाजनक अभिव्यक्ति प्राप्त कर सकते हैं:

इस प्रकार, त्वरित क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन की गति क्षमता में अंतर पर निर्भर करती है।

इलेक्ट्रॉन की प्रारंभिक ऊर्जा इलेक्ट्रॉन-वोल्ट में व्यक्त करने के लिए सुविधाजनक है, जिसका अर्थ समानता है

वे। यह मानते हुए कि यह ऊर्जा संभावित यू 0 में अंतर के साथ एक त्वरित क्षेत्र द्वारा बनाई गई है।

एक छोटे से संभावित अंतर के साथ भी इलेक्ट्रॉन वेग महत्वपूर्ण हैं। यू \u003d 1 में गति में 600 किमी / एस, और ऐप है = 100 वी - पहले से ही 6000 किमी / एस।

हमें टी टी मिलेगा। इलेक्ट्रोड के बीच इलेक्ट्रॉन अवधि, इसे मध्यम गति के साथ निर्धारित करना:

संतुलन आंदोलन की औसत गति प्रारंभिक और अंतिम गति के हेमशेम्मा के बराबर है:

यदि एक , उस

अंत गति के मूल्य को प्रतिस्थापित करना, हमें सेकंड में अवधि का समय मिलता है:

यहाँ दूरी डी। मीटर में व्यक्त, और यदि आप इसे मिलीमीटर में व्यक्त करते हैं, तो

उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन अवधि का समय डी \u003d3 मिमी और यू = 100 बी।

क्षेत्र की अयोग्यता के कारण, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इलेक्ट्रॉन अवधि के समय की गणना अधिक जटिल है। लगभग इस समय के बराबर है। आप कई मामलों में उड़ान के इतने छोटे समय को ध्यान में नहीं लेना चाहते हैं। लेकिन फिर भी, इस तथ्य के कारण कि इलेक्ट्रॉनों के पास द्रव्यमान होता है, वे तुरंत अपनी गति को नहीं बदल सकते हैं और तुरंत इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी को दूर कर सकते हैं। अल्ट्रा-एंड अल्टरहिघ आवृत्तियों (सैकड़ों और हजारों मेगाहर्ट्ज) पर, इलेक्ट्रॉन की उड़ान ऑसीलेशन की अवधि के अनुरूप हो जाती है। उदाहरण के लिए, एफ \u003d 1000 मेगाहट्र्ज अवधि पर टी \u003d।से। डिवाइस अनियमित या कम-संचालन के लिए बंद हो जाता है। दूसरे शब्दों में, इलेक्ट्रॉनों की जड़ता प्रकट होती है, जो व्यावहारिक रूप से कम और उच्च आवृत्तियों पर काम को प्रभावित नहीं करती है। इन आवृत्तियों पर, ऑसीलेशन अवधि उड़ान के दौरान इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रॉन और वोल्टेज चर की उड़ान के बहुत अधिक टी में महत्वपूर्ण रूप से बदलने का समय नहीं है, यानी यह माना जा सकता है कि इलेक्ट्रॉन अवधि इलेक्ट्रोड के निरंतर वोल्टेज पर किया जाता है।

इलेक्ट्रोड कॉल के निरंतर वोल्टेज के लिए ऑपरेशन का तरीका स्थिर शासन।जब कम से कम एक इलेक्ट्रोड का वोल्टेज इतनी जल्दी बदलता है कि स्थैतिक मोड के कानून लागू नहीं किए जा सकते हैं, तो शासन कहा जाता है गतिशील। यदि वोल्टेज कम आवृत्ति के साथ बदलते हैं, ताकि घटना को स्थैतिक शासन के कानूनों की मदद से लगभग माना जा सके, तो शासन कहा जाता है quasistatic।

ऊर्जा, गति और समय अवधि के लिए अभिव्यक्तियां इलेक्ट्रॉन पथ के किसी भी हिस्से के लिए मान्य हैं। इस मामले में, परिमाण डब्ल्यू, वी, टी, डी, यूकेवल इस साइट पर लागू करें।

यदि विभिन्न हिस्सों में फील्ड की ताकत अलग है, तो इलेक्ट्रॉन अलग-अलग क्षेत्रों में विभिन्न त्वरण के साथ उड़ जाएगा, और अंतिम इलेक्ट्रॉन दर केवल अंतिम संभावित अंतर और इसकी प्रारंभिक गति से निर्धारित की जाती है। ऊर्जा के संरक्षण के कानून का तात्पर्य है कि संभावित क्षमता का अंतिम अंतर यूव्यक्तिगत वर्गों के संभावित मतभेदों की बीजगणितीय राशि के बराबर। इसलिए, गतिशील ऊर्जा की पूर्ण वृद्धि कार्य के बराबर है यूरोपीय संघ।

सजातीय में बिजली क्षेत्र, चार्ज कण पर अभिनय बल आकार और दिशा में दोनों स्थिर है। इसलिए, इस तरह के एक कण का आंदोलन वायु प्रतिरोध के बिना पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र में शरीर के आंदोलन के समान है। इस मामले में कण का प्रक्षेपण फ्लैट है, कण के लिबास वैक्टर युक्त विमान में निहित है और विद्युत क्षेत्र की ताकत (चित्र 486)।

अंजीर। 486।
इसलिए, कण की स्थिति का वर्णन करने के लिए, दो निर्देशांक पर्याप्त हैं। फ़ील्ड स्ट्रेंथ वेक्टर की दिशा के साथ भेजने के लिए निर्देशांक की कार्टेशियन अक्षों में से एक (फिर इस धुरी के साथ आंदोलन के बराबर होगा), और तीव्रता वेक्टर के लिए दूसरा लंबवत (इस धुरी के साथ आंदोलन समान है)। संदर्भ की शुरुआत कण की प्रारंभिक स्थिति के साथ आसानी से संयुक्त है।
सरल उदाहरण: द्रव्यमान कण म।असर विद्युत प्रभार प्र एक सजातीय विद्युत तनाव क्षेत्र में चलता है इ।प्रारंभिक क्षण में इसकी गति बराबर है वी ओ। एक्सिस चुनें ओवाई। विपरीत वेक्टर दिशा के लिए इ।संदर्भ की शुरुआत कण की प्रारंभिक स्थिति (चित्र 487) के साथ संगत है।

अंजीर। 487।
कण निरंतर त्वरण के साथ आगे बढ़ेगा

निर्देशित "लंबवत नीचे", इसलिए आंदोलन का एक और विवरण, इसकी सभी सुविधाओं को विश्व प्रतिरोध के बिना गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में शरीर के आंदोलन की समस्या को हल करने से फिर से लिखा जा सकता है।
चलो काम के सिद्धांत का वर्णन करते हैं इलेक्ट्रोस्टैटिक डिफ्लेक्टिंग डिवाइसइलेक्ट्रॉन प्रवाह के आंदोलन की दिशा को बदलने के लिए कई उपकरणों (उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के ऑसिलोस्कोप में) में उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रॉन बीम की गति वी ओ, लंबाई में दो समांतर प्लेटों के बीच की जगह में उड़ता है एचजिसके बीच तनाव का निरंतर विद्युत क्षेत्र बनाया गया है इ।। दूरी पर एल प्लेटों से एक स्क्रीन है जिसके लिए यह इलेक्ट्रॉन बीम गिरता है (चित्र 488)।



अंजीर। 488।
संलग्न क्षेत्र की ताकत से बीम विचलन की निर्भरता का पता लगाएं।
हम चित्र में दिखाए गए अनुसार कार्टेशियन समन्वय प्रणाली पेश करते हैं। 488. जब इलेक्ट्रॉनों उन पर प्लेटों के बीच चलता है तो एक निरंतर बल होता है F \u003d ee (इ। - इलेक्ट्रॉन चार्ज, म। - उसका द्रव्यमान), जो उसे त्वरण बताता है ए \u003d ईई / एमएक्सिस ओज़।। हम मान लेंगे कि प्लेटों की लंबाई ऐसी होती है कि इलेक्ट्रॉन इस पर नहीं आते हैं, इसके अलावा, हम किनारे के प्रभावों की उपेक्षा करेंगे, यानी, हम मानते हैं कि प्लेटों के बीच का क्षेत्र सजातीय है, और कोई प्लेट नहीं है। प्रक्षेपण के बाद से विद्युत शक्ति धुरी शून्य पर है, फिर इस धुरी पर गति का प्रक्षेपण नहीं बदलता है और बराबर रहता है वी ओ। प्लेटों के बीच की अवधि के दौरान टी 1 \u003d एच / वी ओ इलेक्ट्रॉन एक्सिस के साथ निर्देशित एक अतिरिक्त गति घटक प्राप्त करेगा ओवाई।

और बदलाव

क्षेत्र के क्षेत्र से प्रस्थान के बाद, इलेक्ट्रॉन समान रूप से आगे बढ़ेगा, इसलिए स्क्रीन के आंदोलन के दौरान टी 2 \u003d एल / वी ओ अतिरिक्त रूप से ऊर्ध्वाधर धुरी के साथ दूरी तक स्थानांतरित हो जाएगा

धारा का कुल लंबवत ऑफसेट बराबर होगा

इस सूत्र से यह इस प्रकार है कि विस्थापन क्षेत्र की ताकत के आनुपातिक है, इसलिए, प्लेटों को हटाने के बीच की क्षमता में अंतर। इस प्रकार, प्लेटों के बीच वोल्टेज बदलना, आप स्क्रीन पर इलेक्ट्रॉन बीम की स्थिति बदल सकते हैं।

अध्याय 29।

विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में आरोपों का आंदोलन

§ 1. समरूप विद्युत मैं चुंबकीय क्षेत्रों में आंदोलन

§ 2. आवेग विश्लेषक

§ 3. इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस

§ 4. चुंबकीय लेंस

§ 5. इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप

§ 6. त्वरक क्षेत्रों को स्थिर करना

दोहरानाजीएल 30 (वॉल्यूम 3) "विवर्तन"।

§ 1. सजातीय विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में आंदोलन

अब हम विभिन्न स्थितियों में आरोपों के आरोपों की सामान्य शर्तों में विवरण पर आगे बढ़ते हैं। सबसे दिलचस्प घटना तब उत्पन्न होती है जब शुल्क बहुत आगे बढ़ते हैं और वे सभी एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। ऐसा तब होता है जब विद्युत चुम्बकीय तरंगें पदार्थ या प्लाज्मा के एक टुकड़े से गुजरती हैं; फिर आरोपों की सेना एक दूसरे के साथ बातचीत करती है। लेकिन यह एक बहुत मुश्किल तस्वीर है। बाद में हम ऐसी समस्याओं के बारे में बात करेंगे; इस बीच, हम एक अलग चार्ज के आंदोलन के बारे में एक असाधारण सरल कार्य पर चर्चा करेंगे निर्दिष्टमैदान। साथ ही, आप निश्चित रूप से, उन आरोपों और धाराओं को छोड़कर, अन्य सभी शुल्कों से उपेक्षा कर सकते हैं जो अनुमानित क्षेत्र बनाते हैं।

ऐसा लगता है, जाहिर है, आपको एक समान विद्युत क्षेत्र में कण के आंदोलन से आवश्यकता है। कम गति पर आंदोलन बहुत अधिक ब्याज का प्रतिनिधित्व नहीं करता है - यह क्षेत्र की दिशा में समान रूप से तेज है। लेकिन जब कण, पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करने, सापेक्षता में बदल जाता है, यह आंदोलन अधिक जटिल हो जाता है। मैं आपको इस घटना के लिए एक समाधान छोड़ देता हूं - परेशान करता हूं और इसे स्वयं ढूंढता हूं।

जब कोई विद्युत क्षेत्र नहीं होता है तो हम एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में आंदोलन पर विचार करेंगे। हमने पहले ही इस कार्य को हल कर लिया है। समाधान में से एक परिधि के चारों ओर कणों का आंदोलन था। चुंबकीय शक्ति

क्यूवी।एक्स हमेशा आंदोलन की दिशा में समकोण पर कार्य करता है, इसलिए व्युत्पन्न डीपी / डीटी।आकार में पी और बराबर के लिए लंबवत वीपी / आर,कहा पे आर -सर्कल का त्रिज्या, यानी।

अंजीर। 29.1। एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में कणों का आंदोलन।

इस प्रकार, परिपत्र कक्षा का त्रिज्या बराबर है

यह संभावित आंदोलनों में से एक है। यदि चलती कण में क्षेत्र की दिशा में केवल एक घटक होता है, तो यह नहीं बदलता है, क्योंकि चुंबकीय बल में फ़ील्ड दिशा में घटक नहीं है। एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में कण का कुल आंदोलन बी और परिपत्र गति की दिशा में निरंतर गति वाला एक आंदोलन है, बी, यानी, बेलनाकार हेलिक्स के साथ आंदोलन (चित्र 2 9 .1) के साथ आंदोलन। हेलिक्स के त्रिज्या को प्रतिस्थापन के साथ समानता (2 9 .1) द्वारा निर्धारित किया जाता है आरपर आर + - पल्स घटक क्षेत्रीय दिशा के लिए लंबवत।

§ 2. आवेग विश्लेषक

एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र अक्सर "विश्लेषक", या उच्च ऊर्जा कणों के "पल्स स्पेक्ट्रोमीटर" में उपयोग किया जाता है। मान लीजिए कि बिंदु पर लेकिन अ(अंजीर। 29.2, लेकिन अ)एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में, चार्ज कण उड़ते हैं, और चुंबकीय क्षेत्र पैटर्न के विमान के लिए लंबवत है। साथ ही, प्रत्येक कण एक गोलाकार कक्षा के साथ उड़ जाएगा, जिसका त्रिज्या उसके आवेग के आनुपातिक है। यदि सभी कण इस क्षेत्र में लंबवत मक्खियों में उड़ते हैं, तो वे इसे दूरी पर छोड़ देते हैं एचबिन्दु से लेकिन अ,उनके आवेग के आनुपातिक आरकुछ पर रखा गया सेकाउंटर केवल ऐसे कणों को पंजीकृत करेगा जिनके आवेग कहीं भी डॉ मूल्यों की सीमा में हैं पी \u003d क्यूबीएक्स / 2।

अंजीर। 29.2। एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र के साथ 180 डिग्री स्पेक्ट्रोमीटर दालें।

ए - कण प्रक्षेपवक्रसे विभिन्न आवेगों; 6।- बराबर कोनों पर उड़ने वाले कणों का प्रक्षेपण। चुंबकीय क्षेत्र पैटर्न के विमान के लिए लंबवत निर्देशित किया जाता है।

यह निश्चित रूप से आवश्यक नहीं है, ताकि कण पंजीकरण से पहले 180 डिग्री घुमाया जा सके, लेकिन इस तरह के "180 डिग्री स्पेक्ट्रोमीटर" की एक विशेष संपत्ति है: इसके लिए यह बहुत जरूरी है कि कण किनारे पर समकोण पर आते हैं क्षेत्र का। अंजीर। 29.2, बीके साथ तीन कणों के प्रक्षेपणों को दिखा रहा है घुड़सवारपल्स, लेकिन विभिन्न कोणों पर क्षेत्र में शामिल है। आप देखते हैं कि उनके पास अलग-अलग प्रक्षेपण हैं, लेकिन वे सभी इस क्षेत्र को बिंदु के करीब छोड़ देते हैं से।ऐसे मामलों में, हम "फोकसिंग" के बारे में बात कर रहे हैं। ध्यान केंद्रित करने की इस विधि का लाभ यह है कि यह आपको एक बिंदु की अनुमति देने की अनुमति देता है लेकिन अयद्यपि कण बड़े कोणों पर उड़ते हैं, हालांकि आमतौर पर, जैसा कि ड्राइंग से देखा जाता है, इन कोनों को कुछ हद तक सीमित किया जाता है। एक बड़े कोणीय संकल्प का मतलब आमतौर पर कणों और कमी की इस अवधि के दौरान पंजीकरण होता है, इसलिए माप का समय।

चुंबकीय क्षेत्र को बदलना, धुरी के साथ काउंटर को स्थानांतरित करना एचया धुरी के साथ एक पूरे क्षेत्र के साथ कई मीटर के साथ कवर एक्स,आप दालों के घटना बीम ["स्पेक्ट्रम" के "स्पेक्ट्रम" को माप सकते हैं एफ (पी)इसका मतलब है कि बीच के अंतराल में दालों के साथ कणों की संख्या आरतथा (पी + डीपी)बराबर एफ (पी) डीपी] . इस तरह के माप किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, विभिन्न कोर के बी-क्षय में ऊर्जा द्वारा वितरण निर्धारित करते समय।

अभी भी कई अन्य प्रकार के स्पंदित स्पेक्ट्रोमीटर हैं, लेकिन मैं आपको केवल उनमें से एक के बारे में बताऊंगा, जिसमें विशेष रूप से बड़े संकल्प की विशेषता है स्थानिककोने। यह एक समान क्षेत्र में उचित कक्षाओं पर आधारित है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 29.1। एक बेलनाकार समन्वय प्रणाली आर, क्यू, जेड, दिशा में चुने गए एक्सिस जेड के साथ कल्पना करें चुंबकीय क्षेत्र। यदि कण को \u200b\u200bकोण पर निर्देशांक की शुरुआत से उत्सर्जित किया जाता है

अंजीर। 29.3। अक्षीय क्षेत्र के साथ स्पेक्ट्रोमीटर।

और जेड अक्ष की दिशा में, यह अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित सर्पिल लाइन के साथ आगे बढ़ेगा

इनबॉक्स पैरामीटर ए, बी क।इसके माध्यम से व्यक्त करना आसान है आर, एऔर चुंबकीय नॉरिस में।यदि इस आवेग के लिए, लेकिन अलग-अलग प्रारंभिक कोण दूरी को स्थगित कर देते हैं आर एक समारोह के रूप में धुरी से जेड,फिर हम अंजीर में एक ठोस वक्र की तरह घटता मिलता है। 29.3। (आपको याद है - आखिरकार, यह स्क्रू प्रक्षेपवक्र का एक प्रकार का प्रक्षेपण है।) जब धुरी और प्रारंभिक दिशा के बीच कोण महान है, तो अधिकतम मूल्य आर यह भी महान होगा, और अनुदैर्ध्य गति कम हो गई है, ताकि विभिन्न कोणों के नीचे प्रक्षेपण एक प्रकार के फोकस (बिंदु) में इकट्ठा हो सके लेकिन अछवि पर)। यदि दूरी पर लेकिन अएक संकीर्ण अंगूठी खोलने लगाओ, फिर कोनों के कुछ क्षेत्र में उड़ने वाले कण छेद से गुजर सकते हैं और धुरी तक पहुंच सकते हैं, जहां हम अपने पंजीकरण के लिए एक विस्तारित डिटेक्टर तैयार करते हैं डीएक ही कोने के तहत निर्देशांक की शुरुआत से बाहर निकलने वाले कण, लेकिन एक बड़े आवेग के साथ, हमारी बिंदीदार रेखा द्वारा इंगित पथ के साथ उड़ान भरें, और छेद से गुजर नहीं सकते लेकिन अ।तो, डिवाइस एक छोटा नाड़ी अंतराल चुनता है। पहले वर्णित की तुलना में इस तरह के एक स्पेक्ट्रोमीटर का लाभ यह है कि छेद ए और ए "आप अंगूठी बना सकते हैं, ताकि कणों को काफी बड़े शारीरिक कोने में दर्ज किया जा सके। यह लाभ कमजोर स्रोतों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है और स्रोत द्वारा उत्सर्जित कणों के एक बड़े हिस्से का उपयोग करने के लिए आवश्यक होने पर बहुत सटीक माप के साथ।

अंजीर। 29.4। एलिपसाइडल कॉइल के अंदर, जो डीएक्स अक्ष के किसी भी अंतराल पर चालू है वही, एक सजातीय क्षेत्र होता है।

लेकिन इसके लिए, लाभ का भुगतान किया जाना चाहिए, क्योंकि विधि को एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है, और यह व्यावहारिक रूप से छोटी ऊर्जा वाले कणों के लिए उपयुक्त है। यदि आपको याद है, तो एक सजातीय क्षेत्र के उत्पादन के लिए तरीकों में से एक को क्षेत्र पर तार को हवा देना है ताकि वर्तमान की सतह घनत्व कोने साइनस के आनुपातिक हो। आप साबित कर सकते हैं कि घूर्णन के दीर्घवृत्त के लिए भी यही सच है। इसलिए, अक्सर इस तरह के एक स्पेक्ट्रोमीटर बनाया जाता है, बस लकड़ी या एल्यूमीनियम फ्रेम पर Ellipsoidal Coils जीतना। केवल एक चीज जो आवश्यक है कि वर्तमान अक्ष के किसी भी अंतराल पर है ओह(अंजीर। 29.4) वही था।

§ 3. इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस

कणों पर ध्यान केंद्रित करने के कई अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, टेलीविजन ट्यूब में, एक छोटे स्थान पर स्क्रीन पर कैथोड फोकस से बाहर निकलने वाले इलेक्ट्रॉन। यह एक ही ऊर्जा के इलेक्ट्रॉनों का चयन करने के लिए किया जाता है, लेकिन विभिन्न कोणों पर उड़ता है, और उन्हें एक छोटे से बिंदु में इकट्ठा करता है। यह कार्य लेंस के साथ प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करता है, इसलिए ऐसे कार्यों को करने वाले उपकरणों को लेंस भी कहा जाता है।

एक इलेक्ट्रॉन लेंस, अंजीर का एक उदाहरण के रूप में। 29.5। यह एक "इलेक्ट्रोस्टैटिक" लेंस है, जिसकी कार्रवाई दो आसन्न इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत क्षेत्र पर निर्भर करती है। इसके काम को इस तथ्य का पालन करके समझा जा सकता है कि यह समानांतर समानांतर कण बीम के साथ करता है। क्षेत्र ए में ढूंढना, इलेक्ट्रॉनों को साइड घटक के साथ बल का अनुभव होता है, जो उन्हें धुरी में दबाता है। बीट के क्षेत्र में, ऐसा लगता है, परिमाण में बराबर प्राप्त किया जाना चाहिए, लेकिन संकेत पर विपरीत आवेग, लेकिन यह नहीं है। तब तक वे क्षेत्र बी तक पहुंचते हैं , ऊर्जा उन्हें कुछ हद तक बढ़ाएगी, और इसलिए बोनी क्षेत्र के पारित होने पर कम समय बिताएं।

अंजीर। 29.5। इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस।दिखा पावर लाइन्स, यानी क्यूई वेक्टर लाइनें।

सेनाएं समान हैं, लेकिन उनकी कार्रवाई का समय कम है, इसलिए आवेग कम होगा। क्षेत्रों को पारित करते समय बल का एक पूर्ण आवेग लेकिन अऔर धुरी के लिए उपयोग किया जाता है, नतीजतन, इलेक्ट्रॉनों को एक आम बिंदु पर कड़ा कर दिया जाता है। उच्च वोल्टेज क्षेत्र छोड़कर, कणों को धुरी की ओर एक अतिरिक्त धक्का मिलता है। एक्सिस से और इस क्षेत्र में निर्देशित ताकत वाले क्षेत्र में डी - के।धुरी, लेकिन कण के दूसरे क्षेत्र में लंबे समय तक रहता है, ताकि पूर्ण आवेग को फिर से अक्ष की ओर निर्देशित किया जा सके। धुरी से छोटी दूरी के लिए, पूरे लेंस में बल का पूरा आवेग धुरी से दूरी के समान होता है (आप समझते हैं क्यों?), और यह इस प्रकार के लेंस का ध्यान सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक मूलभूत स्थिति है।

एक ही तर्क की मदद से, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि फोकस उन सभी मामलों में हासिल किया जाएगा जहां इलेक्ट्रोड के बीच में दो अन्य के सापेक्ष क्षमता या सकारात्मक या नकारात्मक है। इस प्रकार के elektrostatic लेंस आमतौर पर कैथोडेक्निक ट्यूबों और कुछ इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में उपयोग किया जाता है।

§ 4. चुंबकीय लेंस

: लेंस का एक और ग्रेड है - वे अक्सर इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप में पाए जा सकते हैं - ये चुंबकीय लेंस हैं। योजनाबद्ध रूप से, उन्हें चित्र में चित्रित किया गया है। 29.6। बहुत तेज अंगूठियों के साथ बेलनाकार रूप से सममित विद्युत चुम्बन एक छोटे से क्षेत्र में एक बहुत ही मजबूत unhomogeneous चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यह इस क्षेत्र के माध्यम से लंबवत उड़ानें उड़ने वाले इलेक्ट्रॉनों पर केंद्रित है। फोकस के तंत्र को समझना मुश्किल नहीं है; अंजीर में ध्रुव युक्तियों के पास एक क्षेत्र की एक विस्तृत छवि देखें। 29.7। आप दो इलेक्ट्रॉनों को देखते हैं लेकिन अऔर बी। , जो स्रोत छोड़ देता है एस एसधुरी के संबंध में कुछ कोण द्वारा। जैसे ही इलेक्ट्रॉन लेकिन अक्षेत्र की शुरुआत तक पहुंचता है, क्षैतिज क्षेत्र घटक इसे दिशा में खारिज कर देगा आप से।यह एक साइड स्पीड हासिल करेगा और एक मजबूत ऊर्ध्वाधर क्षेत्र के माध्यम से उड़ जाएगा, एक्सिस की ओर एक नाड़ी प्राप्त करेगा। पक्ष वहीजब इलेक्ट्रॉन क्षेत्र को छोड़ देता है तो चुंबकीय बल द्वारा आंदोलन को हटा दिया जाता है, इसलिए अंतिम प्रभाव अक्ष के लिए निर्देशित आवेग होगा, साथ ही इसके सापेक्ष "रोटेशन" होगा।

अंजीर। 29.6। चुंबकीय लेंस।

अंजीर। 29।.7. चुंबकीय लेंस में इलेक्ट्रॉन आंदोलन।

कण पर एक ही ताकतें हैं, लेकिन विपरीत दिशा में, इसलिए यह धुरी की ओर भी विचलित होती है। आंकड़ा दिखाता है कि समानांतर बीम में अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों को कैसे एकत्र किया जाता है। इस तरह के एक डिवाइस की क्रिया ऑब्जेक्ट पर लेंस की कार्रवाई के समान है जो इसके फोकस में है। यदि अब शीर्ष पर एक और लेंस डालें, तो यह इलेक्ट्रॉनों को एक बिंदु पर फिर से केंद्रित करेगा और स्रोत की छवि को बदल देगा एस

§ 5. इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप

आप जानते हैं कि इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप उन वस्तुओं को "देख" कर सकता है जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए उपलब्ध नहीं हैं। इंच। 30 (वॉल्यूम 3) हमने लेंस छेद पर विवर्तन के कारण किसी भी ऑप्टिकल सिस्टम की सामान्य सीमाओं पर चर्चा की। यदि लेंस खोलने को 2q (चित्र 29.8) के कोण पर स्रोत से देखा जाता है, तो स्रोत के पास स्थित दो पड़ोसी बिंदु अलग-अलग होंगे यदि उनके बीच की दूरी

अंजीर। 29.8। माइक्रोस्कोप रिज़ॉल्यूशन फोकस के सापेक्ष लेंस के कोणीय आकार तक ही सीमित है।

अंजीर। 29.9। गोलाकार aberration लेंस।

परिमाण के क्रम में

कहा पे एल -प्रकाश तरंग दैर्ध्य। सर्वश्रेष्ठ ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए, कोण 6 90 डिग्री की सैद्धांतिक सीमा के करीब आ रहा है, इसलिए बी लगभग बराबर है एल, या लगभग 5000 ई।

वही सीमाएं इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप पर लागू होती हैं, लेकिन केवल लहरों की लंबाई, टी, ई। 50 केवी की ऊर्जा के साथ इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन की तरंग दैर्ध्य 0.05 ई है। यदि यह एक लेंस का उपयोग करना संभव था लगभग 30 डिग्री का छेद, फिर हम सक्षम हैं हम 1/5 ए में वस्तुओं को अलग करेंगे। अणुओं में परमाणु आमतौर पर 1-2 ई की दूरी पर स्थित होते हैं, इसलिए, अणुओं की तस्वीरें प्राप्त करना संभव होगा। जीवविज्ञान बहुत आसान होगा; हम डीएनए संरचना की एक तस्वीर ले सकते हैं। यह कैसे अद्भुत होगा! आखिरकार, आणविक जीवविज्ञान में आज के सभी शोध जटिल कार्बनिक अणुओं की संरचना को निर्धारित करने का प्रयास करते हैं। अगर हम उन्हें देखने में सक्षम थे!

लेकिन दुर्भाग्यवश, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की सबसे अच्छी अनुमति क्षमता केवल 20 ई तक पहुंच रही है। और सभी क्योंकि अब तक कोई भी एक बड़े चमकदारता के साथ एक लेंस बनाने में कामयाब रहा है। सभी लेंस "गोलाकार विचलन" से पीड़ित हैं। इसका मतलब यह है कि: किरणें धुरी के बड़े कोण पर जा रही हैं, और इसके करीब जाने वाली किरणें अलग-अलग बिंदुओं (चित्र 2 9.9) पर केंद्रित हैं। विशेष तकनीक की मदद से, लेंस को ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए नगण्य छोटे गोलाकार विचलन के साथ बनाया जाता है, लेकिन यह एक इलेक्ट्रॉन लेंस प्राप्त करने के लिए अभी तक संभव नहीं रहा है, गोलाकार विचलन से रहित। यह दिखाया जा सकता है कि हमारे द्वारा वर्णित प्रकार के किसी भी इलेक्ट्रोस्टैटिक या चुंबकीय लेंस के लिए, गोलाकार विचलन अनिवार्य है। विवर्तन के साथ, विचलन अपने आधुनिक मूल्य से इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के संकल्प को सीमित करता है।

जिन प्रतिबंधों पर हमने उल्लेख किया है, वे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से संबंधित नहीं हैं जिनके पास अक्षीय समरूपता नहीं है या समय पर स्थिर नहीं है। यह संभव है कि

एक दिन कोई व्यक्ति एक नए प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक लेंस के साथ आ जाएगा जो सरल इलेक्ट्रॉनिक लेंस में निहित निहित है। फिर आप सीधे परमाणुओं को चित्रित कर सकते हैं। यह संभव है कि किसी दिन रासायनिक यौगिकों का विश्लेषण परमाणुओं के स्थान पर दृश्य अवलोकन का विश्लेषण किया जाएगा, न कि किसी प्रकार की अवलोकन के रंग के बारे में!

§ 6. त्वरक क्षेत्रों को स्थिर करना

वांछित प्रक्षेपण के साथ कण कदम बनाने के लिए भी चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग उच्च ऊर्जा त्वरक में किया जाता है। साइक्रोट्रॉन और सिंच्रोट्रॉन जैसे उपकरणों जैसे कि एक कण को \u200b\u200bउच्च ऊर्जा में तेजी लाते हैं, जिससे इसे एक मजबूत विद्युत क्षेत्र से बार-बार गुजरने के लिए मजबूर किया जाता है। और इसकी कक्षा पर, चुंबकीय क्षेत्र में एक कण होता है।

हमने देखा है कि एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में कणों का मार्ग एक गोलाकार कक्षा के साथ गुजरता है। लेकिन यह केवल सही चुंबकीय क्षेत्र के लिए सच है। और कल्पना कीजिए कि मैदान मेंएक बड़े क्षेत्र में, केवल समान रूप से: एक हिस्से में यह दूसरे की तुलना में थोड़ा मजबूत होता है। यदि हम इस तरह के एक क्षेत्र में एक नाड़ी के साथ एक कण शुरू करते हैं आर,फिर वह एक त्रिज्या के साथ एक गोलाकार कक्षा के आसपास उड़ जाएगी आर \u003d पी / क्यूबी।हालांकि, एक मजबूत क्षेत्र के क्षेत्र में, वक्रता का त्रिज्या थोड़ा कम होगा। साथ ही, कक्षा अब एक बंद सर्कल नहीं होगी, और बहाव दिखाई देता है, अंजीर में दिखाए गए लोगों के समान। 29.10। यदि आप चाहते हैं, तो हम मान सकते हैं कि क्षेत्र में एक छोटी "त्रुटि" एक धक्का की ओर ले जाती है, जो एक कण को \u200b\u200bएक नए प्रक्षेपवक्र को स्थानांतरित करती है। त्वरक में, कण लाखों क्रांति बनाता है, इसलिए एक प्रकार का "रेडियल फोकस" आवश्यक है, जो वांछित कक्षा के करीब कण ट्रैजेक्टोरियों को पकड़ लेगा।

एक सजातीय क्षेत्र से जुड़ी एक और कठिनाई यह है कि कण एक ही विमान में नहीं रहते हैं। यदि वे एक छोटे कोण पर चलना शुरू करते हैं या एक छोटा कोण क्षेत्र की गलतता से बनाया जाता है, तो कण सर्पिल पथ के साथ जाते हैं, जो अंत में उन्हें या तो चुंबक के ध्रुव पर या छत या मंजिल पर ले जाएगा वैक्यूम कक्ष का।

अंजीर। 29.10। थोड़ा अमानवीय क्षेत्र में कणों का आंदोलन।

अंजीर। 29.11। एक चुंबकीय क्षेत्र में कणों के रेडियल आंदोलन।

लेकिन अ -से एक बड़ी सकारात्मक "ढलान"; बी -से एक छोटी नकारात्मक "ढलान"; में -से एक बड़ी नकारात्मक "ढलान"।

ऐसे ऊर्ध्वाधर बहाव से बचने के लिए, आपको कुछ उपकरणों की आवश्यकता है; चुंबकीय क्षेत्र दोनों रेडियल और "लंबवत" फोकस प्रदान करना चाहिए।

तत्काल, आप अनुमान लगा सकते हैं कि रेडियल फोकस एक निर्मित चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करता है, जो डिजाइन किए गए पथ के केंद्र से बढ़ती दूरी के साथ बढ़ता है। फिर, यदि कण एक बड़े त्रिज्या में जाता है, तो यह एक मजबूत क्षेत्र में होगा जो इसे वापस वांछित कक्षा में वापस कर देगा। यदि यह एक छोटे दायरे में जाता है, तो "झुकना" कम होगा और यह वांछित त्रिज्या में वापस आ जाएगा। यदि कण अचानक एक आदर्श कक्षा में एक कोण पर जाने लगे, तो यह इसके सापेक्ष oscillating शुरू कर देगा (चित्र 29. और, लेकिन अ)और रेडियल फोकस सर्कुलर पथ के पास कण रखेगा।

वास्तव में रेडियल फोकस भी होता है सामने"झुकाव"। यह उन मामलों में हो सकता है जहां प्रक्षेपण के वक्रता का त्रिज्या क्षेत्र के केंद्र से कणों की दूरी से कहीं अधिक तेज़ नहीं होता है। कण कक्षाएं अंजीर में दिखाए गए लोगों के समान होंगी। 29.11.6। लेकिन यदि क्षेत्र का ढाल बहुत बड़ा है, तो कण वांछित त्रिज्या में वापस नहीं आ जाएंगे, और क्षेत्र को अंदर या बाहर के अंदर या बाहर छोड़ने के लिए हेलिक्स पर होंगे (चित्र 29.11, में).

"झुकाव" फ़ील्ड हम आमतौर पर "रिश्तेदार ढाल" का वर्णन करते हैं, या फील्ड एन का सूचकांक

यदि रिश्तेदार ढाल अधिक है तो गाइड फ़ील्ड रेडियल फोकस बनाता है।

क्षेत्र के रेडियल ढाल का भी नेतृत्व करेगा खड़ाएक कण पर कार्यरत बलों। मान लीजिए कि हमारे पास एक ऐसा क्षेत्र है जो कक्षा के केंद्र के पास मजबूत है, और बाहर कमजोर है। कक्षा के दाएं कोण पर चुंबक के ऊर्ध्वाधर क्रॉस-सेक्शन में अंजीर में दिखाया गया दिखने वाला एक नज़र हो सकता है। 29.12। (और प्रोटॉन पेज से हमारे लिए उड़ान भरते हैं।) यदि हमें क्षेत्र को बाएं और कमजोर के लिए मजबूत और दाईं ओर मजबूत होने की आवश्यकता है, तो आकृति में दिखाए गए अनुसार चुंबकीय पावर लाइनों को मोड़ दिया जाना चाहिए। तथ्य यह है कि इसे समानता शून्य परिसंचरण के कानून से खाली किया जाना चाहिए

ट्रैंक। यदि आप आकृति में दिखाए गए समन्वय प्रणाली का चयन करते हैं, तो

अंजीर। 29.12। लंबवत फोकस क्षेत्र।

क्रॉस-सेक्शनल व्यू ऑर्बिट के लिए लंबवत।

चूंकि हम मानते हैं डीवी जेड / डीएच।नकारात्मक, यह उसके बराबर होना चाहिए और नकारात्मक होना चाहिए डीवी एच / डीजेड। यदि एक"नाममात्र" कक्षाओं का विमान समरूपता का विमान है, जहां में एच =0, वह रेडियल घटक में एच यह विमान के ऊपर नकारात्मक और इसके तहत सकारात्मक होगा। इस मामले में, आंकड़े में दिखाए गए अनुसार लाइनों को मोड़ दिया जाना चाहिए।

इस क्षेत्र में लंबवत फोकस गुण होना चाहिए। एक प्रोटॉन उड़ान भरने के लिए केंद्रीय कक्षा के बराबर या कम समानांतर कल्पना करें। क्षैतिज घटक एक बल दिशात्मक के साथ एक प्रोटॉन पर कार्य करेगा। यदि प्रोटॉन केंद्रीय कक्षा से नीचे है, तो बल इसकी दिशा बदल देगा। इस प्रकार, एक प्रभावी "बहाल बल" उत्पन्न होता है, जो कक्षा के केंद्र की ओर निर्देशित होता है। हमारे तर्क से यह पता चला है कि, कमी के अधीन खड़ाबढ़ते त्रिज्या के साथ खेत लंबवत फोकस होना चाहिए। हालांकि, अगर क्षेत्र का ढाल सकारात्मक है, तो "लंबवत defocus" होता है। इस प्रकार, लंबवत ध्यान केंद्रित करने के लिए, फ़ील्ड इंडेक्स शून्य से कम नहीं है। ऊपर हमने पाया कि रेडियल फोकस करने के लिए, अधिक -1 बनने का मूल्य। इन दो स्थितियों का संयोजन स्थिर कक्षाओं में कणों को पकड़ने के लिए आवश्यक है

साइक्लोट्रॉन में, एन मान आमतौर पर उपयोग किया जाता है , लगभग शून्य के बराबर, और Betatrons और synchrotrons में एक सामान्य मूल्य n \u003d -0.6 है।

§ 7. एक वैकल्पिक ढाल के साथ ध्यान केंद्रित करना

तो छोटे मूल्य बहुत "कमजोर" फोकस हैं। यह स्पष्ट है कि एक बड़े सकारात्मक ढाल के लिए बहुत अधिक रेडियल फोकस प्राप्त किया जा सकता है। (N \u003e\u003e 1),लेकिन साथ ही, ऊर्ध्वाधर बलों को दृढ़ता से परिभाषित किया जाएगा। इसी प्रकार, एक बड़ा नकारात्मक झुकाव (एनबी और ध्यान केंद्रित प्रभाव।

यह समझाने के लिए कि यह कैसे काम करता है इस तरह का ध्यानहम पहले एक चौगुनी लेंस की क्रिया का विश्लेषण करते हैं, जिसे एक ही सिद्धांत पर व्यवस्थित किया जाता है। कल्पना कीजिए कि अंजीर में दिखाया गया चुंबकीय क्षेत्र। 2 9 .12, एक सजातीय नकारात्मक चुंबकीय क्षेत्र जोड़ा गया था, जिसे चुना जाता है ताकि कक्षा में क्षेत्र शून्य हो। तटस्थ बिंदु से कम ऑफ़सेट के साथ परिणामी क्षेत्र अंजीर में दिखाए गए जैसा दिखता है। 29.13। इस तरह के एक चार-ध्रुव चुंबक को एक चौगुनी लेंस कहा जाता है। एक सकारात्मक कण जो केंद्र के दाईं ओर या बाईं ओर (पाठक से) में प्रवेश करता है, फिर से केंद्र में खींचा जाता है। यदि कण ऊपर से या नीचे से नीचे से आता है, तो यह बाहर धकेलता हैउससे बाहर। यह एक क्षैतिज फोकसिंग लेंस है। यदि आप अब एक क्षैतिज ढाल तक पहुंचते हैं, जो सभी ध्रुवों की विविधता से विपरीत तक किया जा सकता है, तो सभी ताकतों का संकेत विपरीत में बदल जाएगा और हमें लंबवत केंद्रित लेंस (चित्र 29.14) मिलता है। ऐसे लेंस में फील्ड की ताकत, और इसके परिणामस्वरूप, फोकसिंग बल धुरी से लेंस को हटाकर रैखिक रूप से बढ़ता है।

कल्पना कीजिए कि हम एक पंक्ति में दो ऐसे लेंस डालते हैं। यदि कण अक्ष के सापेक्ष कुछ क्षैतिज विस्थापन के साथ शामिल किया गया है (चित्र 29.15, लेकिन अ),यह पहले लेंस की धुरी की ओर विचलित होगा। जब यह दूसरे लेंस के लिए उपयुक्त होता है, तो यह धुरी के करीब निकलता है, जहां निकास बल कम होता है, इसलिए धुरी से विचलन कम होगा।

अंजीर। 29.13। क्षैतिज रूप से चौगुनी लेंस पर ध्यान केंद्रित।

अंजीर। 29.14। लंबवत चौगुनी लेंस पर ध्यान केंद्रित।

नतीजतन, धुरी के लिए एक ढलान होगी, यानी। औसतउनकी कार्रवाई क्षैतिज केंद्रित होगी। दूसरी तरफ, यदि हम एक कण लेते हैं जो अक्षीय दिशा में धुरी से विचलित होता है, तो पथ इस तरह होगा, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 29.15, बीकण पहले विक्षेपित है धुरी से, औरफिर वह एक बड़े विस्थापन के साथ दूसरे लेंस में प्रवेश करता है, जिससे अधिक ताकत के प्रभाव का सामना करना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप धुरी को विचलित किया जाता है। आम तौर पर, प्रभाव फिर से ध्यान केंद्रित करेगा। इस प्रकार, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में स्वतंत्र रूप से अभिनय चौगुनी लेंस की एक जोड़ी की कार्रवाई एक ऑप्टिकल लेंस की कार्रवाई के समान ही है। क्वाडरपोल लेंस का उपयोग कणों की एक बीम बनाने और सटीकता में नियंत्रण के साथ-साथ ऑप्टिकल लेंस को हल्के बीम के लिए उपयोग किया जाता है।

यह जोर दिया जाना चाहिए कि परिवर्तनीय-ढाल प्रणाली हमेशा ध्यान केंद्रित नहीं करता है। यदि ढाल बहुत बड़ा है (कण नाड़ी की तुलना में या लेंस के बीच की दूरी के साथ), तो परिणामी कार्रवाई defocusing होगा। आप समझेंगे कि यह कैसे पता चला है कि क्या आप कल्पना करते हैं कि अंजीर में दो लेंस के बीच की जगह। 29.15 में तीन या चार बार बढ़ गया।

और अब Synchrotron गाइड चुंबक के लिए वापस। यह माना जा सकता है कि इसमें एक सजातीय क्षेत्र के साथ "सकारात्मक" और "नकारात्मक" लेंस के वैकल्पिक अनुक्रम होते हैं। समरूप क्षेत्र का उपयोग क्षैतिज सर्कल पर औसतन कणों को रखने के लिए किया जाता है (यह ऊर्ध्वाधर आंदोलन को प्रभावित नहीं करता है), और लेंस चर किसी भी कण पर कार्यशील कार्य करता है जो रास्ते से छुटकारा पाने के लिए प्रयास करता है, इसे केंद्रीय कक्षा में हर समय धक्का देता है (औसतन)।

एक बहुत अच्छा यांत्रिक एनालॉग है जो दर्शाता है कि परिवर्तनीय "फोकसिंग और डिफोक्यूसिंग" बल के परिणामस्वरूप "फोकसिंग" प्रभाव हो सकता है। एक यांत्रिक "पेंडुलम" की कल्पना करें जिसमें एक सॉलिड रॉड शामिल है जिसमें एक लोडर के साथ धुरी पर निलंबित किया जाता है, जो इंजन से जुड़े क्रैंक की मदद से, जल्दी से कर सकते हैं

अंजीर। 29.15। चौगुनी लेंस की एक जोड़ी द्वारा क्षैतिज और लंबवत फोकस।

अंजीर। 29.16। एक oscillating अक्ष के साथ पेंडुलम शीर्ष पर स्थित वजन के साथ एक स्थिर स्थिति है।

ऊपर और नीचे। यह पेंडुलम है दोसंतुलन की स्थिति। सामान्य स्थिति के अलावा, जब पेंडुलम लटकता है, तो उसके पास अभी भी संतुलन की स्थिति है जब वह बाहर निकलती है, - जॉर्जिक स्थित है ऊपरसमर्थन का बिंदु (चित्र 29.16)।

सरल तर्क बताते हैं कि रॉड का ऊर्ध्वाधर आंदोलन फोकसिंग बल चर के बराबर है। जब रॉड नीचे बढ़ जाती है, तो जॉर्जियाई अंजीर में दिखाए गए अनुसार ऊर्ध्वाधर की ओर बढ़ना चाहता है। 29.17, और जब जर्जिक तेज हो जाता है, तो सब कुछ रिवर्स ऑर्डर में होता है। लेकिन इस तथ्य के बावजूद कि शक्ति हर समय अपनी दिशा बदलता है, औसत पर यह लंबवत के लिए कार्य करता है। इस प्रकार, पेंडुलम वहां और यहां तटस्थ स्थिति के पास स्विंग करेगा, जो सामान्य के विपरीत बिल्कुल विपरीत है।

निश्चित रूप से, पेंडुलम को "उल्टा" रखने का एक आसान तरीका है - उदाहरण के लिए संतुलनउसकी उंगली। लेकिन इसे रखने की कोशिश करो दो स्वतंत्रपेंडुलिस्ट एक उंगली पर।या यहां तक \u200b\u200bकि एक, लेकिन बंद आँखों के साथ। संतुलन का मतलब है कि जो गलत है, उसके लिए छोटे संशोधन करना। और यदि कई पैरामीटर एक साथ गलत हैं, तो ज्यादातर मामलों में संतुलन असंभव है। हालांकि, कक्षा में सिंक्रोट्रॉन में, अरबों कण एक ही समय में चल रहे हैं, जिनमें से प्रत्येक की अपनी "त्रुटि" है, और फिर भी हमारे द्वारा वर्णित फोकसिंग विधि तुरंत इन सभी कणों को कार्य करती है।

अंजीर। 29.17। पेंडुलम के धुरी का त्वरण

ऊर्ध्वाधर की ओर आंदोलन की ओर जाता है।

§ 8. पार विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में आंदोलन

अब तक, हमने कणों के बारे में बात की जो केवल विद्युत या केवल एक चुंबकीय क्षेत्र में हैं। लेकिन ऐसे दिलचस्प प्रभाव हैं जो दोनों क्षेत्रों की एक साथ कार्रवाई के साथ होते हैं। आइए एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र बी दें और इसे एक दाएं कोण विद्युत क्षेत्र ई पर निर्देशित करें। फिर क्षेत्र में लंबवत उड़ने वाले कण अंजीर में दिखाए गए वक्र के साथ चलेंगे। 29.18। (यह समतलवक्र, ए। नहींसर्पिल।) गुणात्मक रूप से इस आंदोलन को समझते हैं कि यह मुश्किल नहीं है। यदि कण (जिसे हम सकारात्मक मानते हैं) क्षेत्र ई की दिशा में चलता है, तो यह गति प्राप्त करता है, और चुंबकीय क्षेत्र इसे कम करता है। और जब कण फील्ड ई के खिलाफ चलता है, तो यह गति को खो देता है और धीरे-धीरे चुंबकीय क्षेत्र में अधिक से अधिक बाधित होता है। नतीजतन, बहाव दिशा (पूर्व) में प्राप्त किया जाता है।

हम दिखा सकते हैं कि ऐसा आंदोलन अनिवार्य रूप से गति पर समान आंदोलन की एक सुपरपोजिशन है वी डी \u003d ई / बीऔर परिपत्र, यानी अंजीर में। 29.18 बस चक्रवात दिखाता है। एक पर्यवेक्षक की कल्पना करो जो निरंतर गति से दाईं ओर जाता है। इसके संदर्भ प्रणाली में, हमारे चुंबकीय क्षेत्र को एक नए चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तित कर दिया जाता है। एक से अधिकबिजली के मैदान नीचे की ओर। यदि इसकी गति चुनी जाती है ताकि कुल विद्युत क्षेत्र शून्य के बराबर हो, तो पर्यवेक्षक इलेक्ट्रॉनिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन को देखेगा। इस प्रकार, आंदोलन हमहम देखते हैं, यह एक गोलाकार गति और बहाव गति के साथ स्थानांतरण होगा वी डी \u003d ई / बी।पार विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉनों की आवाजाही मैग्नेटोनोव, यानी ऑसीलेटर को माइक्रोवेव विकिरण की पीढ़ी में उपयोग की जाती है।

इलेक्ट्रिकल और चुंबकीय क्षेत्रों में कणों के आंदोलन के कई अन्य दिलचस्प उदाहरण हैं, जैसे ऊपरी समताप मंडल में विकिरण बेल्ट में फंस गए इलेक्ट्रॉनों या प्रोटॉन की कक्षाएं, लेकिन दुर्भाग्यवश, हमारे पास इन मुद्दों में संलग्न होने के लिए पर्याप्त समय नहीं है अब क।

अंजीर। 29.18। पारित विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में कणों का मार्ग।

क्यूवी एक्स हमेशा आंदोलन की दिशा में समकोण पर कार्य करता है, ताकि डीपी / डीटी व्युत्पन्न पी के लिए लंबवत हो और वीपी / आर के मूल्य के बराबर है, जहां आर सर्कल त्रिज्या है, यानी।

46. यातायात आवेश एक स्थिर और सजातीय चुंबकीय क्षेत्र में।

47. पारस्परिक रूप से लंबवत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में विद्युत चार्ज आंदोलन।

48. पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र। माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता। आरेख और फेरोमैग्नेटिक्स। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत।

49. घटना इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का कानून। लेन्ज़ा नियम।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्रेरण की घटना 1831 में खोली गई थी। माइकल फैराडे (फैराडे एम, 17 9 1-1867), जिसने इस सर्किट से घिरे सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रेरण धारा को बदलते समय किसी भी बंद प्रवाहकीय सर्किट में स्थापित किया, एक विद्युत प्रवाह होता है, जिसे इसे प्रेरण कहा जाता है। प्रेरण प्रवाह का मूल्य इस विधि पर निर्भर नहीं करता है कि चुंबकीय प्रेरण के प्रवाह में परिवर्तन हुआ है, लेकिन इसके परिवर्तन की गति से निर्धारित किया जाता है, जो मूल्य है। जब साइन बदलता है, तो प्रेरण प्रवाह की दिशा भी बदल रही है।

एहलेज़ (1804-1865) नियम निर्धारित करें जिसके अनुसार सर्किट में वर्तमान में प्रेरण हमेशा इस तरह से निर्देशित किया जाता है कि समोच्च द्वारा बंधे सतह के माध्यम से इसके द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह, इस परिवर्तन को चुंबकीय प्रवाह में रोकता है इससे इस वर्तमान की उपस्थिति हुई।

एक बंद सर्किट में एक प्रवाह बनाने के लिए, एक इलेक्ट्रोमोटिव बल होना आवश्यक है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना से संकेत मिलता है कि सर्किट में चुंबकीय प्रवाह को बदलने पर उत्पन्न होता है ईएमएफ प्रेरण εi, आकार और दिशा जो इस धारा के परिवर्तन की दर पर निर्भर करती है। फैराडे के प्रयोगों के परिणामों का विश्लेषण करने के बाद, मैक्सवेल (मैक्सवेल जे।, 1831-1879) ने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का मुख्य कानून निम्नलिखित आधुनिक उपस्थिति को दिया:

इस सूत्र में साइन "-" लेनज़ के शासक से मेल खाता है और इसका मतलब है कि ईएमएफ εi की दिशा और चुंबकीय प्रेरण के प्रवाह में परिवर्तनों की दिशा बाईं पेंच के शासन से जुड़ी हुई है। हम उस पर जोर देते हैं कि "दिशा" की बात स्केलर मात्रा εi और, आपको इस शब्द को उसी अर्थ में समझने की आवश्यकता है, जिसे निवेश किया जाता है, उदाहरण के लिए, वर्तमान दिशा की अवधारणा में।

सतह एस के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण का प्रवाह, सीमित रूपरेखा सर्किट अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है:

सी में चुंबकीय प्रेरण प्रवाह के माप की इकाई वेबर: 1 बी \u003d टी ∙ एम 2 है। प्रेरण प्रवाह के परिवर्तन की दर के साथ, 1 बी / एस के बराबर, एक ईडीसी को 1 बी के बराबर सर्किट में प्रेरित किया जाता है।

फैराडे कानून के लिए अभिव्यक्ति को प्रतिस्थापित करना, हमारे पास होगा:

यह देखा जा सकता है कि एक प्रेरण ईएमएफ की उपस्थिति और तदनुसार, एक प्रवाहकीय सर्किट में प्रेरण वर्तमान प्रत्येक दो कारणों से हो सकता है: 1) एक निश्चित सर्किट में - चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के समय में परिवर्तन के कारण ( चित्र .14.1); 2) एक चलती कंडक्टर में - चुंबकीय क्षेत्र की पावर लाइनों के चौराहे के कारण (FIG.14.2)।

चित्र .14.1। एक निश्चित बंद सर्किट में प्रेरण प्रवाह की घटना।

अंजीर .14.2। एक चलती कंडक्टर में प्रेरण प्रवाह की घटना।

50. आत्म-प्रेरण। ईएमएफ ( विद्युत प्रभावन बल) स्व-प्रेरण। अधिष्ठापन

स्व-प्रेरण - समोच्च के माध्यम से वर्तमान परिवर्तन होने पर एक बंद प्रवाहकीय सर्किट में ईएमएफ प्रेरण का उद्भव।

जब वर्तमान परिवर्तन होता है, तो इस सर्किट तक सीमित सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह सर्किट में बदल जाता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कानून के आधार पर इस चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन, इस सर्किट अपरिवर्तनीय ईएमएफ में एक शुरुआत की ओर जाता है।

इस घटना को आत्म-प्रेरण कहा जाता है। (अवधारणा परस्पर प्रेरण की अवधारणा के लिए जाना जाता है, जैसे कि यह निजी मामला है)।

स्व-प्रेरक ईएमएफ की दिशा हमेशा ऐसा हो जाती है कि, ईएमएफ श्रृंखला में वर्तमान में वृद्धि के साथ, आत्म-प्रेरण इस वृद्धि (वर्तमान के खिलाफ निर्देशित) को रोकता है, और जब वर्तमान घटता है - अवरोही (वर्तमान के साथ लेपित)। स्वयं-प्रेरण ईएमएफ की यह संपत्ति जड़ता की शक्ति के समान है।

स्व-प्रेरण ईएमएफ की परिमाण वर्तमान परिवर्तन की गति के अनुपात के लिए आनुपातिक है:

आनुपातिकता गुणांक को स्वयं-प्रेरण गुणांक या समोच्च अध्याय (कॉइल) कहा जाता है।

स्व प्रेरण

प्रत्येक कंडक्टर जिसके लिए el.tok प्रवाह अपने चुंबकीय क्षेत्र में है।

जब कंडक्टर में वर्तमान परिवर्तन एम। ध्रुव, यानी बदलता है इस वर्तमान परिवर्तनों द्वारा बनाए गए चुंबकीय प्रवाह। चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन भंवर ईमेल की घटना में होता है और सर्किट में प्रेरण दिखाई देता है।

इस घटना को आत्म-प्रेरण कहा जाता है।

स्व-प्रेरण - वर्तमान बल में बदलाव के परिणामस्वरूप ईमेल में ईएमएफ प्रेरण की घटना की घटना की घटना।

उभरते ईएमएफ को ईएमएफ स्व-प्रेरण कहा जाता है

आत्म-प्रेरण की घटना का प्रकटीकरण

सर्किट श्रृंखला

ईमेल में बंद होने पर, वर्तमान बढ़ता है, जो कॉइल में चुंबकीय प्रवाह में वृद्धि का कारण बनता है, एक भंवर ईमेल प्रकट होता है, वर्तमान के खिलाफ निर्देशित, यानी कॉइल में, स्व-प्रेरण ईएमएफ होता है, जो श्रृंखला में वर्तमान में वृद्धि को रोकता है (भंवर क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को धीमा करता है)।

नतीजतन, एल 1 एल 2 की तुलना में बाद में लाइट्स।

धुंधला श्रृंखला

जब एक ईमेल डेक कम हो जाता है, तो कॉइल में एमपीओटोक में कमी उत्पन्न होती है, भंवर ईमेल प्रकट होता है, जो वर्तमान के रूप में निर्देशित (पूर्व वर्तमान शक्ति को संरक्षित करने का प्रयास), यानी कॉइल में एक स्व-प्रेरण ईएमएफ है, जो श्रृंखला में वर्तमान को बनाए रखता है।

नतीजतन, जब यह चमकदार चमक बंद हो जाता है।

विद्युत इंजीनियरिंग में, आत्म-प्रेरण घटना स्वयं प्रकट होती है जब श्रृंखला बंद हो जाती है (ईमेल धीरे-धीरे बढ़ता है) और जब सर्किट धुंधला होता है (ईमेल गायब नहीं होता है)।

अधिष्ठापन

EMD आत्म-प्रेरण पर निर्भर करता है?

एल .to अपने अपने चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। समोच्च के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र (एफ ~ बी) के प्रेरण के आनुपातिक है, प्रेरण कंडक्टर में वर्तमान शक्ति के आनुपातिक है

(बी ~ i), इसलिए, चुंबकीय प्रवाह वर्तमान (एफ ~ i) की ताकत के आनुपातिक है।

स्व-प्रेरण का ईएमएफ कंडक्टर के गुणों से, ईमेल में वर्तमान में परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है

(आकार और आकार) और उस माध्यम की रिश्तेदार चुंबकीय पारगम्यता पर जिसमें कंडक्टर स्थित होता है।

भौतिक मूल्य कंडक्टर के आकार और आकार से स्व-प्रेरण ईएमएफ की निर्भरता और उस माध्यम पर जिसमें कंडक्टर को स्व-प्रेरण गुणांक या अधिष्ठापन कहा जाता है।

अधिष्ठापन - भौतिक। यह मान सर्किट में उत्पन्न होने वाले स्व-प्रेरण ईएमएफ के बराबर है जब वर्तमान में 1 प्रति सेकंड 1 की वृद्धि हुई है।

जहां एफ समोच्च के माध्यम से एक चुंबकीय प्रवाह है, मैं सर्किट में वर्तमान ताकत है।

एसआई प्रणाली में अधिष्ठापन की इकाइयां:

कुंडल का अधिष्ठापन इस पर निर्भर करता है:

कुंडल के मोड़, आकार और आकार की संख्या और माध्यम की सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता से

(मोमबत्ती संभव है)।

ईएमएफ स्व-प्रेरण

स्व-प्रेरण का ईएमएफ वर्तमान बल में वृद्धि को रोकता है जब सर्किट चालू होता है और श्रृंखला के सर्किट के लिए वर्तमान को कम करता है।

51. चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा और घनत्व।

कंडक्टर, इसके साथ बहने वाले विद्युत प्रवाह के साथ, हमेशा एक चुंबकीय क्षेत्र से घिरा हुआ होता है, और चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाता है और वर्तमान की गायब होने और उपस्थिति के साथ दिखाई देता है। चुंबकीय क्षेत्र, बिजली की तरह, ऊर्जा का एक वाहक है। यह तर्कसंगत है कि चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा इस क्षेत्र को बनाने के लिए वर्तमान खर्च किए गए कार्य के साथ मेल खाती है।

अधिष्ठापन एल के सर्किट पर विचार करें, जिसके अनुसार मैं प्रवाह करता हूं। चुंबकीय प्रवाह एफ \u003d ली इस सर्किट से जुड़ा हुआ है, क्योंकि समोच्च की अध्यादेश अपरिवर्तित है, फिर जब डीआई पर वर्तमान परिवर्तन, चुंबकीय प्रवाह बदलता है डीएफ \u003d एलडीआई के लिए। लेकिन डीएफ के मूल्य से चुंबकीय प्रवाह को बदलने के लिए, आपको डीए \u003d आईडीएफ \u003d लिडी का संचालन करना चाहिए। फिर एक चुंबकीय फ्लक्स एफ के निर्माण पर काम बराबर है

तो, चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा, जो समोच्च से जुड़ी है,

चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा को उन मूल्यों के कार्य के रूप में माना जा सकता है जो आसपास के अंतरिक्ष में इस क्षेत्र को दर्शाते हैं। ऐसा करने के लिए, एक विशेष मामले पर विचार करें - एक लंबे solenoid के अंदर एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र। फॉर्मूला में प्रतिस्थापित (1) सोलोनॉयड अधिष्ठापन सूत्र, हम पाएंगे

चूंकि i \u003d bl / (μ0μn) और b \u003d μ0μh, फिर

(2)

जहां sl \u003d v solenoid की मात्रा है।

सोलोनॉयड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र समान रूप से और इसके अंदर केंद्रित है, इसलिए ऊर्जा (2) को सोलोनॉयड की मात्रा में निष्कर्ष निकाला गया है और इसके साथ निरंतर वॉल्यूमेट्रिक घनत्व के साथ एक सजातीय वितरण है।

चुंबकीय क्षेत्र की थोक ऊर्जा घनत्व के लिए फॉर्मूला (3) थोक ऊर्जा घनत्व के लिए अभिव्यक्ति के समान है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रअंतर के साथ विद्युत मूल्य चुंबकीय के साथ प्रतिस्थापित। फॉर्मूला (3) एक सजातीय क्षेत्र के लिए दिखाया गया था, लेकिन यह अमानवीय क्षेत्रों के लिए सच है। फॉर्मूला (3) केवल मीडिया के लिए मान्य है जिसके लिए एच, यानी एक रैखिक निर्भरता है। यह केवल पैरा- और Diamagnets पर लागू होता है।

52. सिस्टम मैक्सवेल समीकरण के लिए विद्युत चुम्बकीय। शिफ्ट वर्तमान।

मैक्सवेल समीकरण - सिस्टम विभेदक समीकरणवैक्यूम और ठोस मीडिया में विद्युत शुल्क और धाराओं के साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और इसके संबंध का वर्णन करना। Lorentz रूप की शक्ति के लिए अभिव्यक्ति के साथ पूर्ण तंत्र शास्त्रीय इलेक्ट्रोडडायनामिक्स के समीकरण। 1 9 वीं शताब्दी के मध्य तक जमा किए गए प्रायोगिक परिणामों के आधार पर जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा तैयार किए गए समीकरणों ने सैद्धांतिक भौतिकी के पहलुओं के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई और न केवल सभी क्षेत्रों पर एक मजबूत, अक्सर निर्णायक, प्रभाव पड़ा भौतिकी सीधे विद्युत चुम्बकीयता से संबंधित है, बल्कि बाद में संबंधित मौलिक सिद्धांतों के लिए भी, जिस का विषय विद्युत चुम्बकीयता को बढ़ावा नहीं दिया (यहां सबसे चमकीले उदाहरणों में से एक सेवा कर सकते हैं विशेष सिद्धांत सापेक्षता

मैक्सवेल सिद्धांत ऊपर दिए गए चार समीकरणों पर आधारित है:

1. विद्युत क्षेत्र दोनों संभावित (ईक्यू) और भंवर (ईबी) हो सकता है, इसलिए कुल क्षेत्र ई \u003d ईक्यू + ईबी की तीव्रता। चूंकि ईक्यू वेक्टर का परिसंचरण शून्य है (देखें (137.3)), और ईबी वेक्टर का परिसंचरण अभिव्यक्ति (137.2), कुल क्षेत्र के तनाव के संचलन द्वारा निर्धारित किया जाता है

इस समीकरण से पता चलता है कि विद्युत क्षेत्र के स्रोत न केवल विद्युत शुल्क हो सकते हैं, बल्कि चुंबकीय क्षेत्रों को भी बदल सकते हैं।

2. सामान्यीकृत वेक्टर परिसंचरण प्रमेय

इस समीकरण से पता चलता है कि चुंबकीय क्षेत्र या तो चलती शुल्क (विद्युत धाराओं) या परिवर्तनीय विद्युत क्षेत्रों द्वारा उत्साहित हो सकते हैं।

3. फील्ड डी के लिए गॉसियन प्रमेय

यदि चार्ज लगातार थोक घनत्व आर के साथ बंद सतह के अंदर वितरित किया जाता है, तो सूत्र (13 9 .1) के रूप में दर्ज किया जाता है

4. क्षेत्र के लिए गॉसियन प्रमेय

तो, अभिन्न रूप में मैक्सवेल समीकरणों की पूरी प्रणाली:

मैक्सवेल समीकरणों में शामिल मूल्य स्वतंत्र नहीं हैं और उनके बीच निम्नलिखित कनेक्शन (आइसोट्रोपिक गैर-फेरोमिक और गैर-फेरोमैग्नेटिक वातावरण) है:

जहां ई 0 और एम 0 क्रमशः बिजली और चुंबकीय स्थिरता, ई और एम क्रमशः, ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता, जी पदार्थ की विशिष्ट चालकता है।

मैक्सवेल समीकरणों में से, यह इस प्रकार है कि या तो विद्युत शुल्क या चुंबकीय क्षेत्र समय में परिवर्तन हो सकते हैं, और चुंबकीय क्षेत्र या तो विद्युत शुल्क (विद्युत धाराओं) या परिवर्तनीय विद्युत क्षेत्रों द्वारा चलकर उत्साहित हो सकते हैं। मैक्सवेल समीकरण इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्रों के बारे में सममित नहीं हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि प्रकृति में बिजली के शुल्क हैं, लेकिन चुंबकीय का कोई शुल्क नहीं है।

स्थिर क्षेत्रों के लिए (ई \u003d कॉन्स्ट एंड बी \u003d कॉन्स) मैक्सवेल समीकरण एक दृश्य ले लेंगे

वे। इस मामले में विद्युत क्षेत्र के स्रोत केवल विद्युत शुल्क, चुंबकीय के स्रोत - केवल चालकता धाराओं के स्रोत हैं। इस मामले में, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे से स्वतंत्र हैं, जो अलग-अलग स्थिर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का अध्ययन करने की अनुमति देता है।

वेक्टर विश्लेषण से ज्ञात स्टोक्स और गॉस प्रमेय का लाभ उठाते हुए

आप अंतर फॉर्म में मैक्सवेल समीकरण की पूरी प्रणाली पेश कर सकते हैं (अंतरिक्ष के प्रत्येक बिंदु पर क्षेत्र की विशेषता):

यदि आरोप और धाराओं को लगातार अंतरिक्ष में वितरित किया जाता है, तो मैक्सवेल समीकरणों के दोनों रूप अभिन्न और अंतर हैं - समतुल्य। हालांकि, अगर ब्रेक की सतहें हैं - सतहें जिन पर माध्यम या फ़ील्ड के गुण स्कैन किए जाते हैं, तो समीकरणों का अभिन्न रूप अधिक सामान्य होता है।

अंतर फॉर्म में मैक्सवेल के समीकरण मानते हैं कि अंतरिक्ष और समय में सभी मूल्य लगातार बदलते हैं। मैक्सवेल समीकरणों के दोनों रूपों के गणितीय समकक्ष को प्राप्त करने के लिए, विभेदक रूप सीमा स्थितियों द्वारा पूरक है, जो दो वातावरण के खंड की सीमा पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को संतुष्ट करना चाहिए। अभिन्न रूप मैक्सवेल समीकरणों में ये शर्तें होती हैं। उनकी समीक्षा पहले की गई थी:

(पहला और अंतिम समीकरण उन मामलों से मेल खाता है जब अनुभाग की सीमा पर कोई मुफ्त शुल्क नहीं होता है, कोई चालकता धाराएं नहीं होती हैं)।

मैक्सवेल समीकरण मीडिया को आराम करने में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के लिए सबसे आम समीकरण हैं। वे इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म के बारे में शिक्षण में खेलते हैं जो मैकेनिक्स में न्यूटन के कानूनों के समान भूमिका निभाते हैं। मैक्सवेल समीकरणों से यह इस प्रकार होता है कि वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र हमेशा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र से जुड़ा होता है, और परिवर्तनीय विद्युत क्षेत्र हमेशा उत्पन्न चुंबकीय से जुड़ा होता है, यानी, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे के साथ अनजाने में जुड़े होते हैं - वे एक एकल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं।

मैक्सवेल के सिद्धांत, विद्युत और चुंबकीय घटनाओं के बुनियादी कानूनों का एक सामान्यीकरण होने के नाते, न केवल पहले ही ज्ञात प्रयोगात्मक तथ्यों को समझाने में सक्षम था, जो कि एक महत्वपूर्ण परिणाम भी है, लेकिन नई घटनाओं की भी भविष्यवाणी की गई। इस सिद्धांत के महत्वपूर्ण निष्कर्षों में से एक विस्थापन धाराओं के एक चुंबकीय क्षेत्र का अस्तित्व था, जिसने मैक्सवेल को विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करने की अनुमति दी - एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र एक समय सीमा के साथ अंतरिक्ष में प्रचारित। भविष्य में, यह साबित हुआ कि वैक्यूओ में मुक्त विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (शुल्क और धाराओं से संबंधित नहीं) के प्रचार की दर प्रकाश सी \u003d 3 × 108 मीटर / एस की गति के बराबर है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के गुणों के इस निष्कर्ष और सैद्धांतिक अध्ययन ने मैक्सवेल को सृजन में ले जाया विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत रोशनी जिसके अनुसार प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंग भी है। जर्मन भौतिक विज्ञानी द्वारा अनुभव पर विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्राप्त की गईं। हर्ज़ (1857-18 9 4), जो साबित कर चुके हैं कि उनके उत्तेजना और वितरण के कानून पूरी तरह से मैक्सवेल समीकरणों द्वारा वर्णित हैं। इस प्रकार, मैक्सवेल के सिद्धांत को प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी।

शिफ्ट करंट। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत का निर्माण करते समय, जेके मैक्सवेल ने परिकल्पना को धक्का दिया (बाद में अनुभव पर पुष्टि की गई) कि चुंबकीय क्षेत्र न केवल शुल्क (चालन वर्तमान, या बस वर्तमान) के आंदोलन द्वारा बनाया गया है, बल्कि किसी भी परिवर्तन से भी विद्युत क्षेत्र का समय। समय में परिवर्तन की दर के बराबर मूल्य (टी) विद्युत प्रेरण डी (अधिक सटीक, राशि

(डी / टी) / 4 पी), मैक्सवेल ने शिफ्ट वर्तमान कहा। भंवर चुंबकीय क्षेत्र निर्धारित है पूर्ण वर्तमान जे \u003d जेपीआर + (डी / टी) / 4 पी, जहां जेपीआर चालन प्रवाह की घनत्व है। पूर्वाग्रह प्रवाह एक ही कानून द्वारा एक समान कानून द्वारा चालकता वर्तमान के रूप में बनाता है, और मूल्य के लिए "वर्तमान" नाम (डी / टी) / 4 पी इसके साथ जुड़ा हुआ है।

यदि वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र विद्युत क्षेत्र बनाता है, तो अस्तित्व और रिवर्स प्रक्रिया को मानना \u200b\u200bउचित है: बदलते विद्युत क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। ऐसी एक घटना वास्तव में मौजूद है और शिफ्ट वर्तमान का सामान्य नाम नहीं पहनती है

आवेश। उसकी विवेकहीनता। एक विद्युत प्रभार के संरक्षण का कानून। वेक्टर और स्केलर रूप में कानून कटौती।

आवेश - यह है भौतिक मात्रा, विद्युत चुम्बकीय शक्ति इंटरैक्शन में शामिल होने के लिए कणों या निकायों की संपत्ति की विशेषता। इलेक्ट्रिक चार्ज आमतौर पर अक्षरों क्यू या क्यू द्वारा दर्शाया जाता है। दो प्रकार के बिजली शुल्क होते हैं, जो सशर्त रूप से सकारात्मक और नकारात्मक उल्लिखित होते हैं। शुल्क एक शरीर से दूसरे शरीर तक प्रसारित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, प्रत्यक्ष संपर्क के साथ)। शरीर के वजन के विपरीत, एक विद्युत प्रभार इस शरीर की एक अभिन्न विशेषता नहीं है। एक ही शरीर में विभिन्न स्थितियां एक अलग चार्ज हो सकता है। उसी नाम के आरोपों को पीछे छोड़ दिया जाता है, Variepetes आकर्षित होते हैं। इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन प्राथमिक नकारात्मक और सकारात्मक शुल्क के क्रमशः वाहक हैं। इलेक्ट्रिक चार्ज की इकाई एक लटकन (सीएल) है - एक विद्युत चार्ज कंडक्टर के एक क्रॉस-सेक्शन के माध्यम से 1 के वर्तमान में और 1 एस के दौरान।

इलेक्ट्रिक चार्ज विवेक, यानी किसी भी शरीर का प्रभार प्राथमिक विद्युत चार्ज ई () की एक किस्म है।

बचत शुल्क का कानून: किसी भी बंद प्रणाली के विद्युत शुल्क की बीजगणितीय राशि (एक प्रणाली जो बाहरी निकायों के साथ शुल्क का आदान-प्रदान नहीं करती है) अपरिवर्तित बनी हुई है: Q1 + Q2 + Q3 + ... + qn \u003d conts।

कुलन का कानून। : दो बिंदु विद्युत शुल्कों के बीच बातचीत की ताकत इन शुल्कों के मूल्यों के समान आनुपातिक है और उनके बीच वर्ग वर्ग के विपरीत आनुपातिक है।

(एक स्केलर रूप में)

जहां एफ culon बल, q1 और q2 - शरीर का विद्युत प्रभार, आर शुल्क, e0 \u003d 8.85 * 10 ^ (- 12) के बीच की दूरी है - विद्युत स्थिर, माध्यम की ई-ढांकता हुआ पारगम्यता, के \u003d 9 * 10 ^ 9 - आनुपातिकता गुणांक।

Coulon के कानून को करने के लिए, यह आवश्यक 3 शर्तों है:

1 हालत: शुल्क का बिंदु - यानी, चार्ज निकायों के बीच की दूरी उनके आकारों से कहीं अधिक है

2 हालत: स्थनीता कहा। अन्यथा, अतिरिक्त प्रभाव लागू होते हैं: चलती चार्ज का चुंबकीय क्षेत्र और लोरेंटज़ की संबंधित अतिरिक्त बल, एक और चलती चार्ज पर कार्य करता है

3 हालत: वैक्यूम में शुल्क की बातचीत

वेक्टर में कानून निम्नानुसार लिखा गया है:

कहां - बल जिसके साथ चार्ज 1 चार्ज 2 के लिए मान्य है; प्रश्न 1, क्यू 2 - शुल्क का मूल्य; - त्रिज्या वेक्टर (वेक्टर चार्ज 1 से चार्ज 2, और बराबर, मॉड्यूल, शुल्क के बीच की दूरी -); के - आनुपातिकता गुणांक।

इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड ताकत। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के तनाव के लिए अभिव्यक्ति बिंदु प्रभार वेक्टर और स्केलर रूप में। वैक्यू और पदार्थ में विद्युत क्षेत्र। ढांकता हुआ स्थिर।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का तनाव वेक्टर है मौन विशेषता फ़ील्ड और संख्यात्मक रूप से उस शक्ति के बराबर जिसके साथ क्षेत्र इस क्षेत्र में एक परीक्षण शुल्क पर कार्य करता है:

तनाव की इकाई 1 एन / सीएल है - यह एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत है, जो 1 सीएल में चार्ज के लिए 1 एन तनाव में बल के साथ अधिनियम प्रति / मीटर में भी व्यक्त की जाती है।

जैसा कि कॉउलॉन के सूत्र और कानून, वैक्यूम में स्पॉट चार्ज फ़ील्ड की तीव्रता से निम्नानुसार है

या

वेक्टर ई की दिशा बल की दिशा के साथ मेल खाती है, जो सकारात्मक चार्ज पर कार्य करती है। यदि क्षेत्र सकारात्मक चार्ज द्वारा बनाया गया है, तो वेक्टर ई को त्रिज्या-वेक्टर के साथ चार्ज से निर्देशित किया जाता है बाह्य स्थान (परीक्षण को धक्का देना सकारात्मक आरोप); यदि फ़ील्ड बनाया गया है ऋणात्मक आवेश, वेक्टर ई को चार्ज के लिए निर्देशित किया जाता है।

इसलिए तनाव इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की शक्ति विशेषता है।

के लिये ग्राफिक छवि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र वेक्टर ताकत लाइनों का उपयोग करता है ( बिजली की लाइनों)। बिजली लाइनों की मोटाई में, कोई तनाव की परिमाण का न्याय कर सकता है।

यदि क्षेत्र चार्ज सिस्टम द्वारा बनाया गया है, तो इस क्षेत्र में किए गए परीक्षण शुल्क पर कार्य करने वाली परिणामी बल प्रत्येक बिंदु प्रभार से परीक्षण शुल्क पर कार्य करने वाली बलों के ज्यामितीय राशि के बराबर है। इसलिए, क्षेत्र के इस बिंदु पर तनाव के बराबर है:

यह अनुपात व्यक्त करता है सुपरपोजिशन फ़ील्ड का सिद्धांत: चार्ज सिस्टम द्वारा बनाए गए परिणामी क्षेत्र का तनाव प्रत्येक चार्ज द्वारा अलग-अलग इस बिंदु पर बनाए गए फ़ील्ड शक्तियों के ज्यामितीय राशि के बराबर होता है।

बिजली वैक्यूम किसी भी चार्ज कणों (इलेक्ट्रॉनों, आयनों) के आदेशित आंदोलन द्वारा बनाया जा सकता है।

ढांकता हुआ निरंतर - माध्यम के ढांकता हुआ गुणों की विशेषता वाले मूल्य विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया है।

बहुत मजबूत क्षेत्रों के साथ अधिकांश ढांकतादों में ढांकता हुआ निरंतर फील्ड ई पर निर्भर नहीं करता है। ताकत में विद्युत क्षेत्र (इंट्रा-परमाणु क्षेत्रों के साथ तुलनीय), और परंपरागत क्षेत्रों में कुछ ढांकतादों में ई से निर्भरता डी नॉनलाइनर है। ढांकता हुआ निरंतर दिखाता है कि इस माध्यम में बिजली के आरोपों के बीच कितनी बार बातचीत की ताकत वैक्यूओ में अपनी ताकत से कम है

पदार्थ की सापेक्ष ढांकता हुआ पारगम्यता इस ढांकता हुआ (सीएक्स) के साथ परीक्षण संधारित्र क्षमता की तुलना करके निर्धारित की जा सकती है और वैक्यूम (सीओ) में एक ही संधारित्र की कैपेसिटेंस:

इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड ताकत। एक समान विद्युत क्षेत्र में चार्ज कणों का आंदोलन।

एक सजातीय विद्युत क्षेत्र में, चार्ज कण पर अभिनय बल परिमाण और दिशा में दोनों निरंतर है। इसलिए, इस तरह के एक कण का आंदोलन वायु प्रतिरोध के बिना पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र में शरीर के आंदोलन के समान है। इस मामले में कण का प्रक्षेपण फ्लैट है, कण और विद्युत क्षेत्र की ताकत के लिबास वैक्टर युक्त विमान में निहित है