전자기장에서의 전하의 운동
|
|
| 전자기장에서의 전하의 운동 |
1. 이 애플릿은 일정한 전기장/자기장에서의 전하의 운동을 보여 준다.
2. 입자는 좌표계의 원점에서 시작한다.
3. 원점에서 시작한 파란 화살표는 자기장을 나타낸다.(항상 Y방향)
4. 원점에서 시작한 빨간 화살표는 전기장을 보여 준다.
5. 빨간 화살표에서 왼쪽 마우스 버튼을 클릭한 후에 드래크하면, 전기장의 방향과 크기를 변경.
6. X-Z평면의 검정 화살표는 표류하는 속도 Vd를 보여준다.
7. E / B 장의 값을 텍스트필드에 직접 넣을 수 있다. (값은 넣은 후에는 반드시 Enter키를 누를 것)
8. 좌표계 변환
9. 초기 속도 V 바꾸기
애플릿 창에서 왼쪽 마우스 버튼을 이용해 드래그하면 빨간색의 작은 화살표가 나오다.
(X-Y, Y-Z 혹은 Z-X 평면, 이 화살표의 크기와 방향이 속도의 크기와 방향)
10. 작동하는 동안의 위치, 초기 속도, 주기는 좌측상단에서 볼 수 있다.
녹색 곡선은 발사 자취를 나타낸다.
검정 곡선은 X - Z평면 위의 발사 자취를 보여 준다.
빨간 화살표는 전하의 속도를 나타낸다.
파란 화살표는 전하에 작용하는 힘의 변화를 나타낸다.
왼쪽 마우스 버튼을 누르면 일시 정지하고, 다시 누르면 작동한다.
11. 우측 상단의 체크박스에 표시를 하면 모든 자취가 기록된다. 애플릿창을 오른쪽 버튼으로
드래그하면 여러 각도로 볼 수 있는다. 이때 자취가 저장되어 있으면 다양한 각도에서 자취
를 볼 수 있게 된다.(체크박스에 표시가 없으면 각도를 달리 했을 때 자취가 없어짐.)
물리법칙:
1. 점전하 q에 작용하는 로렌츠힘은 F = ma = q (E + V×B) 로 주어 진다.
2. 만약, E=0 이면. F = q V × B이고 V 와 B 모두에 수직이다.(example 1)
3. 만약, 초기속도 V가 자기장 B에 수직이면, 원운동을 하게 된다.
P = mV = qR ×B (R은 원운동의 반경)
운동의 주기는 속도에 관계 없다.
각진동수(또는 사이클로트론 진동수로 알려지기도 하는) w = qB / m 이다.
4. 더 큰 q/m 값(q/m=0.1로 해 보자)을 넣어 보자! 전하는 자기장을 따라 움직일 것이다.
5. 만약 E×B가 존재하면, 전하는 속도 Vdrift = E ×B / |B|2 와 그 방향으로 표류한다.
이것을 "E 크로스 B 표류 "라고 부른다.(example 2) ( example 3)
전 기 장 |
1. 전기장에 의해 하는 일은 전하의 운동에너지를 증가 시킴. K = qE ×R (R은 변위 벡터) 2. 속도차를 가진 입자는 전기장 안에서 퍼져 나간다. |
자 기 장 |
1. 자기장은 입자의 운동에너지를 변화시킬 수 없다. 2. 단지 속도의 방향만 변화시킨다. F는 항상 속도V에 수직이다. 3. 사이클로트론 진동수는 입자의 속도나 궤도 반경에 의존하지 않는다. 4. 속도 차를 가진 입자들은 일정한 자기장 안에서는 퍼져 나가지 않는다. |
Your suggestions are highly appreciated! Please click hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw
Author : Fu-Kwun Hwang, Dept. of physics, National Taiwan Normal University
Last modified :
URLs link to this page