ТРАЕКТОРИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

На свободный электрон, «влетевший» в однородное магнитное поле, воздействует сила Лоренца, закручивающая траекторию электрона в цилиндрическую спираль. Если вектор скорости электрона перпендикулярен индукции поля, то спираль вырождается в окружность, радиус которой обратно пропорционален величине индукции.

Установка позволяет визуализировать круговую траекторию движения электронов в магнитном поле катушек Гельмгольца. Она состоит из наполненной водородом сферической колбы, в дне которой имеется электронная пушка. Колба установлена между двумя катушками, силу тока в которой можно плавно регулировать. Водород нужен для визуализации траектории электронов. Дело в том, что при соударении быстро движущихся электронов с молекулами водорода, последние ионизируются, а затем, рекомбинируя, испускают кванты света, воспринимаемые в виде голубовато-фиолетового свечения.

В магнитном поле электроны двигаются по кругу

Рис. 84. В магнитном поле электроны двигаются по кругу

Настройка экспериментальной установки сводится к прогреву электронной пушки, на что уходит 5-7 минут после ее включения, и подбору таких значений токов в катушках и электронном пучке, чтобы оставляемая электронами световая дорожка была замкнутой, достаточно контрастной и сфокусированной.

Характерный вид

изображения, демонстрируемого при

полном затемнении, представлен на рисунке 84.

ЭКРАНИРОВАНИЕ МАГНИТА

Опыт демонстрирует способность тела из ферромагнетика экранировать (не пропускать) статическое магнитное поле. В опыте используются магнитная стрелка на острие, постоянный магнит на подставке и отрезок стальной трубы, внутри которой может свободно разместиться установленный на подставке магнит (рис. 85).

На стол ставят магнитную стрелку, которая должна сориентироваться вдоль магнитного меридиана Земли, проходящего по месту проведения опыта. После того, как стрелка установится в направлении юг-север, к ней приближают постоянный магнит и оставляют на предварительно определенном ему месте. Место это характерно тем, что находящийся в нем магнит переориентирует стрелку на себя, причем при переориентации стрелка должна повернуться на угол в пределах 90-120 градусов. Это означает, что индукция поля магнита в месте расположения стрелки существенно превосходит горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

Для экранирования магнита его накрывают отрезком трубы. Оказавшись внутри ферромагнитной полости, магнит на стрелку не влияет, и под действием земного магнетизма она ориентируется в первоначальном направлении юг-север.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >