FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Pole magnetyczne

Prezentacja na temat: "FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Pole magnetyczne"— Zapis prezentacji:

1 FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Pole magnetyczne

2 Pole magnetyczne w materiałach
Magnetyczne własności materiałów określają głównie magnetyczne właściwości ich elektronów – spinowe i orbitalne momenty magnetyczne paramagnetyki Namagnesowanie własne ma taki sam kierunek jak zewnętrzne pole magnetyczne diamagnetyki Namagnesowanie własne ma przeciwny kierunek do zewnętrznego pola magnetycznego ferromagnetyki Występują domeny, których rozmiary są rzędu części milimetra i które zachowują się jak małe magnesy

3 Pole magnetyczne w ferromagnetykach

4 Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego H zwiększą się objętość domen, w których orientacja wektora magnetyzacji M jest zgodna z polem H.

5 Pole magnetyczne w ferromagnetykach
Domeny, w których kierunek polaryzacji tworzy mały kąt z kierunkiem pola, będą się rozrastać kosztem innych obrót wektorów namagnesowania w poszczególnych domenach przesunięcia nieodwracalne przesunięcia ścian domenowych są odwracalne

6

7 Pole magnetyczne w materiałach
Wektor namagnesowania – moment magnetyczny jednostki objętości Prawo Curie:

8 Pole magnetyczne w materiałach
Pole zewnętrzne Pole powstałe w materiale

9 Pole magnetyczne w materiałach
Całkowity prąd magnetyzacji

10 Pole magnetyczne w materiałach
Prawo Ampera:

11 Pole magnetyczne w materiałach
Natężenie pola magnetycznego: Prawo Ampera:

12 Pole magnetyczne i elektryczne
Pole elektryczne H D M P B E

13 Pole magnetyczne w materiałach
Podatność magnetyczna Względna podatność magnetyczna

14

15

16 Ładunek w polu elektrycznym

17 Ładunek w polu elektrycznym
E = (0, 0, E) Warunki początkowe: r = v =

18 Ładunek w polu elektrycznym
v0 q > 0 Początkowo ruch jednostajnie opóźniony do chwili t: Potem ruch jednostajnie przyspieszony w kierunku zgodnym z wektorem E.

19 Elektron =

20

21 Ładunek w polu magnetycznym

22 Ładunek w polu magnetycznym

23 Ładunek w polu magnetycznym
Równania ruchu: Częstość cyklotronowa

24 Ładunek w polu magnetycznym
Warunki początkowe:

25 Ładunek w polu magnetycznym
Z pierwszego z równań : Obliczamy pochodną: Wstawiamy do drugiego z równań:

26 Ładunek w polu magnetycznym
 stała Rozwiązanie równania: Równanie oscylatora harmonicznego: Rozwiązanie równania:

27 Ładunek w polu magnetycznym
Prędkość wzdłuż osi X: Rozwiązanie równań ruchu cząstki naładowanej w polu magnetycznym:

28 Ładunek w polu magnetycznym
Stałe wyznaczamy z warunków początkowych:

29 Ładunek w polu magnetycznym

30 Równania ruchu ładunku w polu magnetycznym

31 Równanie toru ładunku w polu magnetycznym
Okrąg o promieniu r Składowa poprzeczna pędu:

32 Ładunek w polu magnetycznym
Łatwiejszy opis: Ruch cząstki można opisać jako złożenie dwóch niezależnych ruchów: wzdłuż osi Z z prędkością     i w płaszczyźnie XY z prędkością    .

33 Ładunek w polu magnetycznym
Ruch wzdłuż osi Z: Kierunek siły Lorentza jest prostopadły do wektora   , a więc składowa siły w kierunku osi Z wynosi zero. Ruch wzdłuż osi Z jest ruchem jednostajnym z prędkością   .

34 Ładunek w polu magnetycznym
Ruch w płaszczyźnie XY: Wartość siły Lorenza: Siła skierowana jest prostopadle do wektora prędkości Siła Lorenza to siła dośrodkowa

35 Ładunek w polu magnetycznym
Okres ruchu: Częstość kołowa: Częstość cyklotronowa niezależna od prędkości

36 Ładunek w polu magnetycznym
W kierunku osi Z tor jest linią prostą, zaś w płaszczyźnie XY okręgiem Wypadkowy tor - linia śrubowa zwaną też helisą. Skok helisy:

37 Ładunek w polu magnetycznym

38 Podsumowanie W polu elektrycznym i magnetycznym działa siła Lorentza:
Pole elektryczne nadaje cząstce przyspieszenie: o kierunku wektora E Energia kinetyczna nadana cząstce przez różnicę potencjałów U:

39 Podsumowanie Kiedy ładunek porusza się w kierunku nierównoległym do kierunku wektora indukcji magnetycznej wówczas jego tor jest linią śrubową (helisą) której oś skierowana jest równolegle do kierunku wektora indukcji, a  promień r wynosi: Ruch cząstki w płaszczyźnie prostopadłej do wektora indukcji jest ruchem okresowym z częstością cyklotronową niezależną od prędkości: Parametry charakteryzujące ruch okresowy:

40

41

42 Zorza polarna