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安培力與洛倫茲力在生活中的應用

2020-11-20 20:17  來源: 新華網

我們知道,安培力是通電導線在磁場中所受到的力,而洛倫茲力是自由電荷在磁場中移動時所受到的力。洛倫茲力是安培力微觀本質的體現,而安培力是洛倫茲力的宏觀表現。

安培力的方向與磁場方向和電流方向有關,可以用左手定則來判斷安培力的方向。洛倫茲力的方向與安培力的方向相同。此外二者大小的關係是F安=Nf(N是導體中定向運動的電荷數,f是洛倫茲力)。

在我們的生活中,安培力與洛倫茲力在許多領域都有所應用。

1.直線加速器

直線加速器是一種帶電粒子加速器,它是指電子束在微波電場作用下,直線地通過加速結構,使能量不斷增加的裝置。直線加速器具有使粒子從零加速的優點。

電子直線加速器有兩種加速方法:行波加速法和駐波加速法。目前運用這兩種加速原理的直線加速器主要應用于醫學。

2.電磁炮

電磁炮包括線圈炮、軌道炮、電熱炮和重接炮。其中軌道炮由兩條平行的長直導軌組成,導軌間放置電樞滑塊,並裝上彈丸。當兩軌接入電源時,強大的電流從一導軌流入,經滑塊從另一導軌流回時,就會在兩導軌平面間産生強磁場,通電流的滑塊在安培力的作用下,將彈丸加速射出。

3.質譜儀

質譜儀主要利用電磁學原理,部分利用安培力和洛倫茲力原理,按質荷比來分離帶電樣品離子。質譜儀由離子源、加速電場、速度選擇器和均勻強磁場構成,其作用是測量帶電粒子的荷質比。

隨著科技的不斷發展,安培力與洛倫茲力的發展前景會更加廣闊。

本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 楊玉琴   [責任編輯: 郭童]

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