O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi toshkent davlat pedagogika universiteti huzuridagi pedagogik kadrlarni qayta tayyorlash va ularning malakasini oshirish tarmoq markazi

3. Lorens kuchi. Amper qonuni. Xoll effekti
Lorens kuchi. Zaryadli zarraning magnit maydondagi harakati: Elektr maydon zaryadlar tomonidan hosil qilinadi va zaryadlarga ta’sir etardi ( ). Magnit maydon harakatdagi zaryadlar tomonidan hosil qilinadi va harakatdagi zaryadlarga ta’sir etadi. Tezlik vektor miqdor, magnit maydon induksiyasi ham vektor miqdor, ulardan kuch vektorini hosil qilish uchun, ularni faqat vektor ravishda ko‘paytirish mumkin. Shunday qilib, magnit maydonda harakatlanayotgan zaryadli zarraga ta’sir etuvchi kuch quyidagicha ifodalanadi:
(21.1)
Bunday ifoda X.A.Lorens tomonidan eksperimental ma’lumotlarni umumlashtirish natijasida olingan bo‘lib, Lorens kuchi deb ataladi. Magnit kuchlarni bunday ko‘rinishda bo‘lishi nisbiylik nazariyasida to‘liq tasdiqlanadi.

21.1-rasm

21.2- rasm

Vektor ko‘paytirish xossalariga ko‘ra, Lorens kuchi magnit maydonga ham, zarraning tezligiga ham tik yo‘naladi. Lorens kuchi zaryadli zarrani og‘dirib, tezlik yo‘nalishini o‘zgartirib, tezlik moduliga ta’sir etmaydi (21.1-rasm). Ishning ta’rifiga ko‘ra: , magnit maydonning bajargan ishi nolga teng. Lorens kuchi zarraning tezligini moduli, zarra impulsi va kinetik energiyasini o‘zgartirmaydi, faqat uning harakat yo‘nalishini o‘zgartiradi. Natijada magnit maydondagi zaryadli zarra spiralsimon trayektoriya bo‘ylab harakatlanadi (21.2-rasm).

21.3-rasm
Elementar zarralar trayektoriyalarini pufakchali kamera va Vilson kamerasida ham kuzatiladi. Vilson kamerasida katta energiyali zarralar o‘z trayektoriyasi bo‘ylab moddani ionlashtiradi va ionlar o‘ta to‘yingan bug‘ni kondensatsiyalanish markazlariga aylanadi, shunday qilib zarraning izi ko‘rinadi. Pufakchali kamerada suyuqlikni o‘ta qizigan holati vujudga keltiriladi. katta energiyali zaryadli zarra trayektoriyasi bo‘ylab moddani ionlashtiradi, bu ionlar bug‘ pufakchalarini hosil bo‘lish markazlariga aylanib, zarraning izi ko‘rinadi. Pufakchali kamera ham, Vilson kamerasi ham yoritilib, ulardagi izlar rasmga olinadi. Bu kameralar magnit maydonga joylashtirilib, rasmlardan olinadigan ma’lumotlar keskin oshiriladi.
Lorens kuchining yo‘nalishi musbat va manfiy zarralar uchun turlicha. Shunga asoslanib magnitogidrodinamik (MGD) generator kashf etilgan. Bu generator harakatlanuvchi mexanizmlari yo‘qligi bilan ajralib turadi (21.4-rasm). Unda maxsus yonilg‘i kamerada yoqilib, hosil qilingan katta temperaturalik, ionlashgan gaz karnaydan katta tezlik bilan otilib chiqadi. Oqimga tik magnit maydondan o‘tayotgan zarralar Lorens kuchi ta’sirida zaryad ishorasiga qarab ikki yonga buriladi va o‘rnatilgan elektrodlardan birini musbat, ikkinchisini manfiy zaryadlaydi (21.4-rasm). Elektr energiya elektrodlardan tashqi zanjirga beriladi. MGD generatorlarning ijobiy tomoni shundaki, ularning o‘lchamlari boshqa generatorlardan ko‘p marta kichik, ularni juda tez ishga tushirish mumkin.

MGD generatorlarni nisbatan katta quvvatli namunalari yaratilib, qo‘llanilganiga qaramay, ularni keng tarqalishi haqida gapirish erta.
21.4-rasm
Zaryadning magnit maydondagi harakatini o‘rganish uchun uning tezligini magnit maydon induksiyasiga nisbatan parallel va perpendekulyar tashkil etuvchilarga ajratib o‘rganaylik: . Lorens kuchining ifodasiga qo‘yib ko‘rsak, kuch nolga tengligini topamiz, demak magnit maydonda zaryadli zarra doimiy tezlik bilan magnit kuch chiziqlari bo‘ylab ilgarilanma harakatini davom ettiradi. tezlik Lorens kuchiga hissa qo‘shib, son jihatdan ga teng, yo‘nalishi magnit induksiya va tezlik vektorlariga tik kuchni, ya’ni markazga intilma kuchni hosil qiladi:
. (21.2)
Bundan aylanish radiusini topamiz:
. (21.3)