وقتي يك ذره باردار q در ميدان الكتريكي E قرار گيرد، نيروي F=qE بر آن وارد مي‌شود. ...

شنبه ۷ خرداد ۱۳۹۰ - ۰۰:۰۰
حركت بار در ميدان الكتريكي

حركت بار در ميدان الكتريكي

وقتي يك ذره باردار q در ميدان الكتريكي E قرار گيرد، نيروي F=qE بر آن وارد مي‌شود. اگر اين نيرو، تنها نيروي وارد بر q (به جرم m) باشد، جسم باردار شتاب‌ مي گيرد، اندازه اين شتاب از رابطه F=ma به دست مي‌آيد:

 

حركت بار در ميدان الكتريكي

 

در سال 1897 تامسون توانست با استفاده از اين معادله و انجام يك سري آزمايش نسبت بار به جرم الكترون را به دست آورد.

حركت بار در ميدان الكتريكي

 

نكته مهم در رابطه فوق اين است كه m هميشه مثبت است ولي q گاهي مثبت و گاهي منفي مي‌باشد. اگر q مثبت باشد آنگاه حركت بار در ميدان الكتريكي مثبت بوده، جهت شتاب a همان جهت E خواهد بود. مي‌دانيم كه جهت E جهت خطوط ميدان الكتريكي است پس اگر بار مثبتي در ميدان الكتريكي رها يا پرتاب شود، شتاب دار حركت نموده و جهت شتاب آن هم راستا با خطوط ميدان خواهد بود.

 

با استدلالي مشابه مي‌توان نشان داد كه اگر بار منفي در ميدان الكتريكي رها يا پرتاب شود جهت شتاب خلاف جهت ميدان خواهد بود.

 

سؤال مهم اين است كه آيا بار همان راستاي خطوط ميدان الکتريکي را در پيش خواهد گرفت و روي خطوط ميدان حركت مي‌كند؟

 

در دو فيلم زير باري در فضاي اطراف بار ساكن ديگري پرتاب شود. در زمان مشاهده فيلم موارد زير را در نظر داشته باشيد.

 

آيا خطوط ميدان تغيير مي كند؟ آيا تغيير آرايش ميدان به نوع بار پرتاب شده بستگي دارد؟ آيا مي توانيد نحوه حركت بار را به‌كمك خطوط ميدان توصيف كنيد.

 

براي مشاهده فيلم کليک کنيد.

 

اكنون حركت بار منفي را بررسي مي كنيم.

 

براي مشاهده فيلم کليک کنيد.

 

حركت بار در ميدان الكتريكي

صفحه نمايشگر تلويزيون

به نظر شما در صفحه نمايشگر تلويزيون تصوير چگونه ايجاد مي‏شود؟ چرا وقتي به صفحه تلويزيون دست مي‏زنيم صداي جرقه مي‏شنويم؟ چرا صفحه تلويزيون باردار مي‏شود؟

 

در تصوير سمت چپ، نمايي از لامپ تصوير را مشاهده مي كنيد. پرتوي سبز رنگ در شكل زير، پرتوي الكتروني را نشان مي دهد كه توسط تفنگ الكتروني توليد مي شود.

 

حركت بار در ميدان الكتريكي

پرتوي الكتروني، دسته اي الكترون است كه با سرعت زياد به سمت صفحه نمايشگر تلويزيون پرتاب مي شود و بر اثر برخورد به آن نور توليد مي كند. از كنار هم قرار گرفتن نقاط نوراني، تصوير ايجاد مي گردد. به شكل سمت راست توجّه كنيد.

 

سوال اين است كه پرتوي الكتروني چگونه منحرف مي شود؟

 

آيا ميدان مغناطيسي نيز چنين تواني دارد؟ براي پاسخ به اين سوال به فيلم زير توجّه كنيد. در اين فيلم صفحه تلويزيون را مشاهده مي كنيد. همان طور كه مي‌دانيد خط سفيد بر روي صفحه تلويزيون بر اثر اصابت پرتوي الكتروني با صفحه تلويزيون حاصل شده است. آهن رباي قوي را از بالا به تلويزيون نزديك مي كنيم. آيا آهن‌ربا اثري بر صفحه تلويزيون مي گذارد؟

 

فيلم زير را مشاهده كنيد.

 

براي مشاهده فيلم کليک کنيد.

 

همان طور كه در فيلم ملاحظه نموديد مسير پرتو كمي تغيير كرد.

 

براي درك بهتر اثر مغناطيسي بر روي حركت بار به فيلم ديگري توجّه كنيد (اثر ميدان مغناطيسي بر بار در حال حركت را بعداً خواهيد آموخت).

 

براي مشاهده فيلم کليک کنيد.

 

امواج الكترومغناطيس در اجاق ماكروويو

حركت بار در ميدان الكتريكي

در اجاق ماكروويو امواج الكترومغناطيس باعث انتقال گرما به ماده غذايي مي شود.

امواج الكترومغناطيس در حقيقت ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي در حال تغيير مي‌باشند. اين امواج وقتي به ملكول هاي قطبي مثل آب مي رسند باعث حركت و جنبش آن ها مي‌شوند. بالا رفتن جنبش مولكولي نيز مترادف با افزايش دما است.

 

مرکز يادگيري سايت تبيان - تهيه: محسني

تنظيم: مريم فروزان کيا

پربازدیدها

پربحث‌ها