কেন্দ্রবিন্দু ত্বরণের জন্য লরেন্টজ বল সূত্র। লরেন্টজ বল কি, এই শক্তির মাত্রা এবং দিক কি। লরেন্টজ বাহিনীর দিকনির্দেশনা
সংজ্ঞা
চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি চলমান চার্জযুক্ত কণার উপর ক্রিয়া করে বল, সমান:
ডাকা লরেন্টজ বল (চৌম্বকীয় বল).
সংজ্ঞা (1) এর উপর ভিত্তি করে, বিবেচনাধীন বলের মডুলাস হল:
কণার বেগ ভেক্টর কোথায়, q হল কণার চার্জ, যে বিন্দুতে চার্জটি অবস্থিত সেখানে চৌম্বক ক্ষেত্র আবেশ ভেক্টর, ভেক্টর এবং . অভিব্যক্তি (2) থেকে এটি অনুসরণ করে যে চার্জটি যদি চৌম্বক ক্ষেত্রের রেখার সমান্তরালে চলে, তবে লরেন্টজ বল শূন্য। কখনও কখনও, লরেন্টজ বাহিনীকে বিচ্ছিন্ন করার চেষ্টা করে, তারা সূচক ব্যবহার করে এটিকে নির্দেশ করে:
লরেন্টজ বাহিনীর দিকনির্দেশনা
লরেন্টজ বল (যেকোন বলের মতো) একটি ভেক্টর। এর দিকটি বেগ ভেক্টর এবং ভেক্টরের লম্ব (অর্থাৎ, যে সমতলটিতে বেগ এবং চৌম্বকীয় আবেশ ভেক্টর অবস্থিত) এর দিকে লম্ব এবং ডান জিমলেট (ডান স্ক্রু) এর নিয়ম দ্বারা নির্ধারিত হয় চিত্র 1 (ক) . যদি আমরা একটি ঋণাত্মক চার্জ নিয়ে কাজ করি তবে লরেন্টজ বলের দিকটি ক্রস পণ্যের ফলাফলের বিপরীত (চিত্র 1(বি))।
ভেক্টরটি আমাদের আঁকার সমতলে লম্বভাবে নির্দেশিত হয়।
লরেন্টজ বাহিনীর বৈশিষ্ট্যের পরিণতি
যেহেতু লরেন্টজ বল সবসময় চার্জ বেগের দিকে লম্বভাবে নির্দেশিত হয়, তাই কণার উপর এর কাজ শূন্য। এটি দেখা যাচ্ছে যে ধ্রুবক চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে একটি চার্জযুক্ত কণার উপর কাজ করে, এর শক্তি পরিবর্তন করা অসম্ভব।
যদি চৌম্বক ক্ষেত্র অভিন্ন হয় এবং চার্জযুক্ত কণার বেগের সাথে লম্ব নির্দেশিত হয়, তবে লরেন্টজ বলের প্রভাবে চার্জটি চৌম্বকীয় আবেশ ভেক্টরের লম্ব ব্যাসার্ধ R=const এর একটি বৃত্ত বরাবর চলে যাবে। এই ক্ষেত্রে, বৃত্তের ব্যাসার্ধ হল:
যেখানে m হল কণা ভর, |q
লরেন্টজ বল একটি কেন্দ্রবিন্দু বল। একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি প্রাথমিক চার্জযুক্ত কণার বিচ্যুতির দিক অনুসারে, এর চিহ্ন সম্পর্কে একটি উপসংহার তৈরি করা হয় (চিত্র 2)।
চৌম্বক এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে লরেন্টজ বল সূত্র
যদি একটি চার্জযুক্ত কণা মহাকাশে চলে যায় যেখানে দুটি ক্ষেত্র (চৌম্বকীয় এবং বৈদ্যুতিক) একই সাথে অবস্থিত, তবে তার উপর যে বল কাজ করে তার সমান:
তীব্রতা ভেক্টর কোথায় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রবিন্দু যেখানে চার্জ আছে. অভিব্যক্তি (4) পরীক্ষামূলকভাবে লরেন্টজ দ্বারা প্রাপ্ত হয়েছিল। যে বলটি সূত্রে প্রবেশ করে (4) তাকে লরেন্টজ বল (Lorentz force)ও বলা হয়। লরেন্টজ বলের বিভাজন উপাদানগুলিতে: বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয় 
তুলনামূলকভাবে, যেহেতু এটি রেফারেন্সের ইনর্শিয়াল ফ্রেমের পছন্দের সাথে সংযুক্ত। সুতরাং, যদি রেফারেন্স ফ্রেমটি চার্জের মতো একই গতিতে চলে, তবে এমন একটি ফ্রেমে কণার উপর ক্রিয়াশীল লরেন্টজ বল শূন্যের সমান হবে।
লরেন্টজ ফোর্স ইউনিট
এসআই সিস্টেমে লরেন্টজ বলের (পাশাপাশি অন্য যে কোনও শক্তি) পরিমাপের মৌলিক একক হল: [F]=H
জিএইচএসে: [এফ] =দিন
সমস্যা সমাধানের উদাহরণ
উদাহরণ
ব্যায়াম।আবেশ B সহ চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি বৃত্তে চলমান একটি ইলেকট্রনের কৌণিক বেগ কত?
সমাধান।যেহেতু একটি ইলেক্ট্রন (একটি চার্জ সহ একটি কণা) একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে চলে, ফর্মের লরেন্টজ বল এটির উপর কাজ করে:
যেখানে q=q e হল ইলেকট্রন চার্জ। যেহেতু শর্তটি বলে যে ইলেক্ট্রন একটি বৃত্তে চলে, এর মানে হল যে, তাই, লরেন্টজ বল মডুলাসের অভিব্যক্তিটি রূপ নেবে:
লরেন্টজ বল কেন্দ্রবিন্দু এবং উপরন্তু, নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র অনুসারে, আমাদের ক্ষেত্রে এটি সমান হবে:
(1.2) এবং (1.3) অভিব্যক্তিগুলির সঠিক অংশগুলিকে সমান করুন, আমাদের আছে:
অভিব্যক্তি (1.3) থেকে আমরা গতি পাই:
একটি বৃত্তে একটি ইলেকট্রনের বিপ্লবের সময়কাল নিম্নলিখিত হিসাবে পাওয়া যেতে পারে:
সময়কাল জেনে, আপনি কৌণিক বেগ খুঁজে পেতে পারেন:
উত্তর.
উদাহরণ
ব্যায়াম।একটি আধানযুক্ত কণা (চার্জ q, ভর m) এমন একটি অঞ্চলে v গতির সাথে উড়ে যায় যেখানে শক্তি E এর একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং B আবেশের চৌম্বক ক্ষেত্র রয়েছে। ভেক্টর এবং অভিমুখে মিলিত হয়। ক্ষেত্রগুলিতে আন্দোলন শুরুর মুহূর্তে কণাটির ত্বরণ কত হয়, যদি?
কিন্তু বর্তমান এবং তারপর
কারণnS d l – আয়তনে চার্জের সংখ্যা এস d l, তারপর একটি চার্জের জন্য
বা
| , | (2.5.2) |
লরেন্টজ ফোর্স – একটি চলমান ধনাত্মক চার্জে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা প্রয়োগ করা বল(এখানে ধনাত্মক চার্জ বাহকের আদেশকৃত গতির গতি). লরেন্টজ ফোর্স মডুলাস:
| , | (2.5.3) |
যেখানে α এর মধ্যে কোণ এবং .
(2.5.4) থেকে দেখা যায় যে লাইন বরাবর চলমান চার্জ () বল দ্বারা প্রভাবিত হয় না।
| লরেঞ্জ হেনড্রিক অ্যান্টন(1853-1928) - ডাচ তাত্ত্বিক পদার্থবিদ, শাস্ত্রীয় ইলেকট্রন তত্ত্বের স্রষ্টা, নেদারল্যান্ডস একাডেমি অফ সায়েন্সেসের সদস্য। তিনি একটি ডাইলেক্ট্রিকের ঘনত্বের অনুমতি সম্পর্কিত একটি সূত্র বের করেন, একটি তড়িৎ চৌম্বক ক্ষেত্রের চলমান চার্জের উপর কাজ করে এমন শক্তির জন্য একটি অভিব্যক্তি দেন (লরেন্টজ বল), তাপ পরিবাহিতার উপর পদার্থের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা নির্ভরতা ব্যাখ্যা করেন, আলোর বিচ্ছুরণের তত্ত্ব। চলমান শরীরের ইলেক্ট্রোডাইনামিকস বিকশিত. 1904 সালে তিনি একই ইভেন্টের স্থানাঙ্ক এবং সময় সম্পর্কিত সূত্রগুলি দুটি ভিন্ন ইনর্শিয়াল ফ্রেমের রেফারেন্সে (লরেন্টজ রূপান্তর) তৈরি করেছিলেন। |
লরেন্টজ বলটি যে সমতলে ভেক্টর থাকে তার দিকে লম্বভাবে নির্দেশিত হয় এবং . একটি চলমান ধনাত্মক চার্জে বাম হাতের নিয়ম প্রযোজ্য বা« জিমলেট নিয়ম» (চিত্র 2.6)।
একটি ঋণাত্মক চার্জের জন্য বলের দিক বিপরীত, অতএব, থেকে ডান হাত নিয়ম ইলেকট্রন প্রযোজ্য.
যেহেতু লরেন্টজ বল চলন্ত চার্জের উপর লম্বভাবে নির্দেশিত হয়, যেমন খাড়া ,এই বাহিনীর কাজ সবসময় শূন্য . অতএব, চার্জিত কণার উপর কাজ করে, লরেন্টজ বল পরিবর্তন করতে পারে না গতিসম্পর্কিত শক্তিকণা
প্রায়ই লরেন্টজ বল হল বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয় শক্তির সমষ্টি:
 ,
|
(2.5.4) |
এখানে বৈদ্যুতিক বল কণাকে ত্বরান্বিত করে, তার শক্তি পরিবর্তন করে।
প্রতিদিন, আমরা একটি টেলিভিশন স্ক্রিনে চলমান চার্জের উপর চৌম্বকীয় শক্তির প্রভাব পর্যবেক্ষণ করি (চিত্র 2.7)।
পর্দার সমতল বরাবর ইলেক্ট্রন রশ্মির গতি প্রতিফলিত কয়েলের চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা উদ্দীপিত হয়। আপনি যদি স্ক্রিনের সমতলে একটি স্থায়ী চুম্বক নিয়ে আসেন, তবে চিত্রটিতে উপস্থিত বিকৃতিগুলির দ্বারা ইলেক্ট্রন রশ্মির উপর এর প্রভাব লক্ষ্য করা সহজ।
চার্জড পার্টিকেল অ্যাক্সিলারেটরে লরেন্টজ ফোর্সের ক্রিয়াটি বিভাগ 4.3 এ বিশদভাবে বর্ণিত হয়েছে।
অ্যাম্পিয়ার ফোর্স, কুলম্ব মিথস্ক্রিয়া, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রপদার্থবিজ্ঞানে, লরেন্টজ বলের ধারণা প্রায়ই সম্মুখীন হয়। এই প্রপঞ্চ বৈদ্যুতিক প্রকৌশল এবং ইলেকট্রনিক্স মৌলিক এক, বরাবর, এবং অন্যান্য. এটি চার্জের উপর কাজ করে যা চৌম্বক ক্ষেত্রে চলে। এই নিবন্ধে, আমরা সংক্ষিপ্তভাবে এবং স্পষ্টভাবে বিবেচনা করব লরেন্টজ বল কী এবং এটি কোথায় প্রয়োগ করা হয়।
সংজ্ঞা
যখন ইলেকট্রন একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে যায়, তখন তার চারপাশে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়। একই সময়ে, আপনি যদি কন্ডাকটরটিকে একটি ট্রান্সভার্স ম্যাগনেটিক ফিল্ডে রাখেন এবং এটিকে সরান তবে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের একটি EMF ঘটবে। যদি একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে একটি বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তবে অ্যাম্পিয়ার বল তার উপর কাজ করে।
এর মান প্রবাহিত স্রোত, পরিবাহীর দৈর্ঘ্য, চৌম্বক আবেশ ভেক্টরের মাত্রা এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের রেখা এবং পরিবাহীর মধ্যবর্তী কোণের সাইনের উপর নির্ভর করে। এটি সূত্র দ্বারা গণনা করা হয়:
বিবেচনাধীন বলটি উপরে আলোচিত শক্তির সাথে কিছুটা মিল, তবে এটি একটি পরিবাহীর উপর কাজ করে না, কিন্তু একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি চলমান চার্জযুক্ত কণার উপর কাজ করে। সূত্রটি এর মত দেখাচ্ছে:
গুরুত্বপূর্ণ !লরেন্টজ বল (Fl) একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে চলমান একটি ইলেকট্রনের উপর কাজ করে এবং অ্যাম্পিয়ার একটি পরিবাহীর উপর কাজ করে।
দুটি সূত্র থেকে দেখা যায় যে প্রথম এবং দ্বিতীয় উভয় ক্ষেত্রেই, কোণ আলফার সাইন 90 ডিগ্রির কাছাকাছি, যথাক্রমে কন্ডাকটর বা চার্জের উপর Fa বা Fl এর প্রভাব তত বেশি।
সুতরাং, লরেন্টজ বল বেগের মাত্রার পরিবর্তনকে চিহ্নিত করে না, তবে চার্জযুক্ত ইলেকট্রন বা একটি ধনাত্মক আয়নের উপর চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক থেকে কী ধরনের প্রভাব দেখা দেয়। তাদের সংস্পর্শে আসলে, Fl কাজ করে না। তদনুসারে, এটি চার্জযুক্ত কণার বেগের দিক যা পরিবর্তিত হয়, এবং এর মাত্রা নয়।
লরেন্টজ বল পরিমাপের একক হিসাবে, পদার্থবিজ্ঞানের অন্যান্য শক্তির ক্ষেত্রে, নিউটনের মতো একটি পরিমাণ ব্যবহৃত হয়। এর উপাদান:
কিভাবে Lorentz বাহিনী নির্দেশিত হয়?
লরেন্টজ ফোর্সের দিক নির্ণয় করতে, অ্যাম্পেয়ার ফোর্সের মতো, বাম হাতের নিয়ম কাজ করে। এর মানে, Fl এর মান কোথায় নির্দেশিত তা বোঝার জন্য, আপনাকে আপনার বাম হাতের তালু খুলতে হবে যাতে চৌম্বকীয় আবেশের রেখাগুলি হাতে প্রবেশ করে এবং প্রসারিত চারটি আঙ্গুল বেগ ভেক্টরের দিক নির্দেশ করে। তারপর থাম্ব, ডান কোণে বাঁকানো, লরেন্টজ ফোর্সের দিক নির্দেশ করে। নীচের ছবিতে আপনি কীভাবে দিক নির্ধারণ করবেন তা দেখুন।
মনোযোগ!লরেন্টজিয়ান ক্রিয়ার দিকটি কণার গতি এবং চৌম্বকীয় আবেশের রেখার সাথে লম্ব।
এই ক্ষেত্রে, আরও সুনির্দিষ্ট হতে, ইতিবাচক এবং নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণাগুলির জন্য, চারটি বর্ধিত আঙ্গুলের দিক গুরুত্বপূর্ণ। উপরে বর্ণিত বাম হাতের নিয়মটি একটি ধনাত্মক কণার জন্য তৈরি করা হয়েছে। যদি এটি নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়, তবে চৌম্বকীয় আবেশের রেখাগুলি খোলা তালুতে নয়, বরং এর পিছনের দিকে নির্দেশিত হওয়া উচিত এবং ভেক্টর Fl এর দিকটি বিপরীত হবে।
এখন আমরা বলব সহজ শর্তেএই ঘটনাটি আমাদের কী দেয় এবং চার্জের উপর এটির প্রকৃত প্রভাব কী। আসুন আমরা ধরে নিই যে একটি ইলেক্ট্রন চৌম্বকীয় আবেশের রেখাগুলির দিকে লম্বভাবে একটি সমতলে চলে। আমরা ইতিমধ্যে উল্লেখ করেছি যে Fl গতিকে প্রভাবিত করে না, তবে কেবল কণার গতির দিক পরিবর্তন করে। তারপর লরেন্টজ বল একটি কেন্দ্রমুখী প্রভাব থাকবে। এটি নীচের চিত্রে প্রতিফলিত হয়েছে।
আবেদন
যে সমস্ত এলাকায় লরেন্টজ বল ব্যবহার করা হয়, তার মধ্যে সবচেয়ে বড় হল পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের কণার গতিবিধি। যদি আমরা আমাদের গ্রহটিকে একটি বৃহৎ চুম্বক হিসাবে বিবেচনা করি, তবে উত্তর চৌম্বকীয় মেরুগুলির কাছাকাছি থাকা কণাগুলি একটি সর্পিলে একটি ত্বরিত আন্দোলন করে। এর ফলস্বরূপ, তারা উপরের বায়ুমণ্ডল থেকে পরমাণুর সাথে সংঘর্ষ করে এবং আমরা উত্তরের আলো দেখতে পাই।
যাইহোক, অন্যান্য ক্ষেত্রে যেখানে এই ঘটনাটি প্রযোজ্য। উদাহরণ স্বরূপ:
- ক্যাথোড রে টিউব। তাদের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ডিফ্লেক্টিং সিস্টেমে। সিআরটিগুলি 50 বছরেরও বেশি সময় ধরে বিভিন্ন ডিভাইসে ব্যবহার করা হয়েছে, সহজতম অসিলোস্কোপ থেকে শুরু করে বিভিন্ন আকার এবং আকারের টেলিভিশন পর্যন্ত। এটা কৌতূহলজনক যে রঙের প্রজনন এবং গ্রাফিক্সের সাথে কাজ করার ক্ষেত্রে, কিছু এখনও CRT মনিটর ব্যবহার করে।
- বৈদ্যুতিক মেশিন - জেনারেটর এবং মোটর। যদিও অ্যাম্পিয়ার বল এখানে কাজ করার সম্ভাবনা বেশি। কিন্তু এই পরিমাণগুলি সংলগ্ন হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। যাইহোক, এইগুলি অপারেশন চলাকালীন জটিল ডিভাইস যা অনেক শারীরিক ঘটনার প্রভাব পরিলক্ষিত হয়।
- তাদের কক্ষপথ এবং দিকনির্দেশ সেট করার জন্য চার্জযুক্ত কণা ত্বরকগুলিতে।
উপসংহার
এই প্রবন্ধের চারটি প্রধান থিসিসের সংক্ষিপ্তকরণ এবং রূপরেখা সহজ শর্তে:
- লরেন্টজ বল চার্জযুক্ত কণাগুলির উপর কাজ করে যা একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে চলে। এটি প্রধান সূত্র থেকে অনুসরণ করে।
- এটি চার্জযুক্ত কণার গতি এবং চৌম্বকীয় আবেশের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক।
- কণার গতি প্রভাবিত করে না।
- কণার দিককে প্রভাবিত করে।
"বৈদ্যুতিক" এলাকায় এর ভূমিকা বেশ বড়। একজন বিশেষজ্ঞের মৌলিক শারীরিক আইন সম্পর্কে মৌলিক তাত্ত্বিক তথ্যের দৃষ্টি হারানো উচিত নয়। এই জ্ঞান কাজে লাগবে, সেইসাথে যারা নিযুক্ত আছেন বৈজ্ঞানিক কাজ, ডিজাইনিং এবং শুধুমাত্র সাধারণ উন্নয়নের জন্য।
এখন আপনি জানেন যে লরেন্টজ বল কী, এটি কীসের সমান এবং এটি চার্জযুক্ত কণাগুলিতে কীভাবে কাজ করে। আপনার যদি কোন প্রশ্ন থাকে, নিবন্ধের নীচের মন্তব্যে তাদের জিজ্ঞাসা করুন!
উপকরণ
সংজ্ঞা
লরেন্টজ ফোর্সচৌম্বক ক্ষেত্রে গতিশীল একটি বিন্দু চার্জযুক্ত কণার উপর কাজ করে এমন বল।
এটি চার্জের গুণফল, কণার বেগ মডুলাস, চৌম্বক ক্ষেত্র আবেশ ভেক্টর মডুলাস এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের ভেক্টর এবং কণার বেগের মধ্যে কোণের সাইনের সমান।
এখানে, লরেন্টজ বল, হল কণার চার্জ, হল চৌম্বক ক্ষেত্র আবেশ ভেক্টরের মডুলাস, কণার বেগ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের আবেশ ভেক্টর এবং গতির দিকগুলির মধ্যে কোণ।
বল পরিমাপের একক- এন (নিউটন).
লরেন্টজ বল একটি ভেক্টর পরিমাণ। লরেন্টজ বাহিনী তার টোল নেয় সর্বোচ্চ মানযখন আবেশের ভেক্টর এবং কণা বেগের দিক লম্ব () হয়।
লরেন্টজ বাহিনীর দিক বাম হাতের নিয়ম দ্বারা নির্ধারিত হয়:
যদি চৌম্বক আবেশ ভেক্টর বাম হাতের তালুতে প্রবেশ করে এবং চারটি আঙুল বর্তমান গতি ভেক্টরের দিকে প্রসারিত হয়, তবে পাশের বুড়ো আঙুলটি লরেন্টজ বলের দিকটি দেখায়।
একটি অভিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রে, কণাটি একটি বৃত্তে চলে যাবে, যখন লরেন্টজ বল একটি কেন্দ্রবিন্দু বল হবে। কাজ হবে না।
"লরেন্টজ ফোর্স" বিষয়ে সমস্যা সমাধানের উদাহরণ
উদাহরণ 1
উদাহরণ 2
| ব্যায়াম | লরেন্টজ বলের ক্রিয়ায়, q চার্জ সহ m ভরের একটি কণা একটি বৃত্তে চলে। চৌম্বক ক্ষেত্রটি অভিন্ন, এর শক্তি হল B. কণাটির কেন্দ্রমুখী ত্বরণ খুঁজুন।
|
| সমাধান | লরেন্টজ বল সূত্রটি স্মরণ করুন: এছাড়াও, নিউটনের ২য় সূত্র অনুসারে: এই ক্ষেত্রে, লরেন্টজ বল বৃত্তের কেন্দ্রের দিকে পরিচালিত হয় এবং এটি দ্বারা সৃষ্ট ত্বরণ সেখানে নির্দেশিত হয়, অর্থাৎ, এটি কেন্দ্রীভূত ত্বরণ। মানে: |
