4-9 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ

ΕΠΙΛΟΓΕΑΣ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ

Σχ. 4.19 Φορτισμένο σωματίδιο εισέρχεται με ταχύτητα υ, σε χώρο όπου υπάρχει ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο, κάθετα μεταξύ τους και κάθετα στην ταχύτητα του σωματιδίου.

Ένα φορτισμένο σωματίδιο με μάζα m και φορτίο q εισέρχεται με ταχύτητα υ σε μια περιοχή όπου συνυπάρχουν ομογενές ηλεκτρικό και ομογενές μαγνητικό πεδίο, κάθετα μεταξύ τους. Η ταχύτητα του σωματιδίου είναι κάθετη στις δυναμικές γραμμές και των δύο πεδίων (Σχ. 4.19). Το ηλεκτρικό πεδίο είναι κατακόρυφο προς τα κάτω ενώ το μαγνητικό πεδίο είναι κάθετο στο επίπεδο της σελίδας, με φορά προς τα μέσα. Αν το q είναι θετικό, από το ηλεκτρικό πεδίο δέχεται δύναμη μέτρου [pic] με φορά προς τα κάτω, ενώ από το μαγνητικό δύναμη [pic] με φορά προς τα πάνω. Εάν επιλέξουμε τις εντάσεις των πεδίων ώστε η ηλεκτρική δύναμη να εξισορροπείται από τη μαγνητική, το σωματίδιο θα συνεχίσει ανεπηρέαστο την πορεία του. Εξισώνοντας τη μαγνητική και την ηλεκτρική δύναμη ([pic]), βρίσκουμε [pic] (4.13)

Σχ.4.20 Από τα θετικά φορτισμένα σωματίδια της δέσμης μόνο όσα έχουν ταχύτητα υ=Ε/Β συνεχίζουν να κινούνται ευθύγραμμα ομαλά.

Αν όλα τα φορτισμένα σωματίδια μιας δέσμης έχουν ταχύτητα [pic] δεν εκτρέπονται από το σύνθετο πεδίο. Αν όμως η δέσμη αποτελείται από φορτισμένα σωματίδια με διαφορετικές ταχύτητες, τότε μόνο αυτά που έχουν ταχύτητα [pic] θα συνεχίσουν την ευθύγραμμη πορεία τους (Σχ. 4.20). Μια τέτοια διάταξη επιτρέπει να απομονώσουμε τα σωματίδια ορισμένης ταχύτητας και γι’ αυτό λέγεται «επιλογέας ταχυτήτων» ή «φίλτρο ταχυτήτων».