Yüklü parçacıkların elektrik ve manyetik alanda hareketi.
Yüklü bir parçacığı görmüş olduğunuz gibi q yüküne sahip bir parçacığı V hızıyla hem elektrik alan olan bir paralel levha içinde hem de manyetik alan uygulanan bölgeye fırlattığımızda 1 manyetik kuvvet arasındaki ilişki kuracağız.
Bir yüklü parçacığın manyetik alanı fırlattığımızda hemen elektrik alan bir kuvvet uygulayacak hem manyetik alan bir kuvvet uygulayacak. Bu kuvvetlerin çözümlemesini Lorentz Kuvvetleri şeklinde ifade ediyoruz.
Lorentz Kuvvetleri'ni günlük yaşantımızda birçok alanda kullanıyoruz. Örneğin metal dedektörleri, metro trenlerinde kullanılan frenleme sistemleri, metal parayla çalışan otomatları, malzemelerdeki kusurları tespit eden cihazlar ve parçacık hızlandırıcıları örnek olarak gösterilebilir.
Yani çok geniş bir yelpazesi var çünkü şu ana kadar elektrik alan ve manyetik alanın tamamını işledik ve bunları şu anda birleştiriyoruz.
Görmüş olduğunuz gibi paralel levhanın üst kısmı "+" yüklü alt kısmı "-" yüklü.
O halde elektrik alan çizgilerini gösterecek olursak elektrik alan çizgileri nereden nereye doğru olur?
Yukarıdan aşağıya doğru görmüş olduğunuz gibi elektrik alan çizgileri olur.
O halde + yüklü bir parçacığı fırlatırsak örneğin tamda şu noktaya geldiğini düşünürsek + yüklü parçacığın, + yüklü parçacıklar elektriksel kuvvet yönünde kuvvet hissedecektir.
O halde elektriksel kuvveti Fe olarak nitelendirerek olursak şurada Fe'yi elektriksel kuvvet olarak nitelendirdik.
+ yüklü parçacıklara manyetik alan içerisinde sağ el kuralına tekrar hatırlatacak olursak görmüş olduğunuz gibi dört parmak sayfa düzleminden içeri doğru, manyetik alanımız içeri doğru başparmak hız vektörünü gösterecek.
O halde avuç içimiz yani o halde bu + yüklü parçacığa etki eden kuvvet hangi yönde olacak görmüş olduğunuz gibi?
+y yönünde yani yukarı yönde bir manyetik kuvvet etki edecek. Kime?
+ yüklere görmüş olduğunuz gibi yukarı yönlü bir manyetik kuvvet etki edecek.
O halde manyetik kuvveti de gösterecek olursak + yüklü parçacığa yukarı yönde bir manyetik kuvvet etki edecek.
Şöyle yazdığımızda manyetik kuvvetimiz. O halde bu durumu inceleyecek olursak eğer parçacık 1 yönünde hareket ederse buradan hangi sonucu çıkartırız?
Tabii ki bakınız, cisme etki eden bu arada yerçekiminin de önemsiz olduğu bir ortam diyelim çünkü yüklü parçacığımızın bir kütlesi de var ama yerçekiminin önemsiz dersek ağırlık oluşmaz.
O halde parçacık bir yönünde hareket edecek olursa tabii ki burada manyetik kuvvetin -skaler olarak konuşuyorum-artık- elektriksel kuvvetten daha büyük olduğunu söyleyebiliriz.
Parçacık iki yönünde hareket ederse yani hiç sapmadan, yolunu bozmadan, doğrultusunu bozmadan devam ederse burada manyetik kuvvet ile elektriksel kuvvetin büyüklüğüne eşittir deriz.
Parçacık 3 yönünde hareket ederse elektriksel kuvvetin manyetik kuvvetten daha büyük olduğunu o yüzden parçacığın aşağıya doğru, 3 yönüne saptığını söyleyebiliriz.
Lorentz Kuvvetleri'nde ne demiştik?
Hem elektriksel kuvvet hem manyetik kuvvet aynı anda etki ediyor.
O halde buradaki Lorentz Kuvveti'mizin matematiksel modelini yazacak olursak Lorentz Kuvveti'ni ve şunun Lorentz Kuvveti olduğunu ifade edelim. q yüklü parçacık elektrik alanından kuvvet hissediyor + aynı zamanda manyetik alandan da bir kuvvet hissediyor.
O halde görmüş olduğunuz gibi hem elektriksel kuvvet hem de manyetik kuvvetin bileşkesi bize Lorentz Kuvveti verecek.(F= q. E + q(Vx B)).
O halde özellikle şu iki numaralı durumu inceleyecek olursak elektriksel kuvvet ve manyetik kuvveti eşitleyecek olursak elektriksel kuvvet için eşittir manyetik kuvvet olarak -skaler olarak artık işlem yapıyorum- dikkatinizi verin lütfen.
Elektriksel kuvvet için q.E yani yüklü cismin yükü, yük miktarı çarpı elektrik alan şiddeti eşittir manyetik kuvvet neydi?
Yüklü parçacığa etki eden yük miktarı, yükün hızı ve manyetik alandı.
Burada görmüş olduğunuz gibi yük miktarları birbirini götürürse hangi ifadeyi yakalamış oluruz?
Görmüş olduğunuz gibi elektrik alan şiddeti ile manyetik alan şiddeti arasındaki ilişkiyi de kurmuş oluruz.
Elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti.
Aynı zamanda elektromanyetik dalgaların genel mantığını da göstermiş oluyoruz.
Buradaki hız vektörü yerine yani yüklü parçacığımızın hız vektörü yerine ışık hızını yazdığımız anda , aynı zamanda elektromanyetik dalganın elektrik alandan ve manyetik alandan oluştuğunu gözlemleyeceğiz.
Elektromanyetik dalgalarda bunu tekrardan konuşacağız.
Yüklü bir parçacığı görmüş olduğunuz gibi q yüküne sahip bir parçacığı V hızıyla hem elektrik alan olan bir paralel levha içinde hem de manyetik alan uygulanan bölgeye fırlattığımızda 1 manyetik kuvvet arasındaki ilişki kuracağız.
Bir yüklü parçacığın manyetik alanı fırlattığımızda hemen elektrik alan bir kuvvet uygulayacak hem manyetik alan bir kuvvet uygulayacak. Bu kuvvetlerin çözümlemesini Lorentz Kuvvetleri şeklinde ifade ediyoruz.
Lorentz Kuvvetleri'ni günlük yaşantımızda birçok alanda kullanıyoruz. Örneğin metal dedektörleri, metro trenlerinde kullanılan frenleme sistemleri, metal parayla çalışan otomatları, malzemelerdeki kusurları tespit eden cihazlar ve parçacık hızlandırıcıları örnek olarak gösterilebilir.
Yani çok geniş bir yelpazesi var çünkü şu ana kadar elektrik alan ve manyetik alanın tamamını işledik ve bunları şu anda birleştiriyoruz.
Görmüş olduğunuz gibi paralel levhanın üst kısmı "+" yüklü alt kısmı "-" yüklü.
O halde elektrik alan çizgilerini gösterecek olursak elektrik alan çizgileri nereden nereye doğru olur?
Yukarıdan aşağıya doğru görmüş olduğunuz gibi elektrik alan çizgileri olur.
O halde + yüklü bir parçacığı fırlatırsak örneğin tamda şu noktaya geldiğini düşünürsek + yüklü parçacığın, + yüklü parçacıklar elektriksel kuvvet yönünde kuvvet hissedecektir.
O halde elektriksel kuvveti Fe olarak nitelendirerek olursak şurada Fe'yi elektriksel kuvvet olarak nitelendirdik.
+ yüklü parçacıklara manyetik alan içerisinde sağ el kuralına tekrar hatırlatacak olursak görmüş olduğunuz gibi dört parmak sayfa düzleminden içeri doğru, manyetik alanımız içeri doğru başparmak hız vektörünü gösterecek.
O halde avuç içimiz yani o halde bu + yüklü parçacığa etki eden kuvvet hangi yönde olacak görmüş olduğunuz gibi?
+y yönünde yani yukarı yönde bir manyetik kuvvet etki edecek. Kime?
+ yüklere görmüş olduğunuz gibi yukarı yönlü bir manyetik kuvvet etki edecek.
O halde manyetik kuvveti de gösterecek olursak + yüklü parçacığa yukarı yönde bir manyetik kuvvet etki edecek.
Şöyle yazdığımızda manyetik kuvvetimiz. O halde bu durumu inceleyecek olursak eğer parçacık 1 yönünde hareket ederse buradan hangi sonucu çıkartırız?
Tabii ki bakınız, cisme etki eden bu arada yerçekiminin de önemsiz olduğu bir ortam diyelim çünkü yüklü parçacığımızın bir kütlesi de var ama yerçekiminin önemsiz dersek ağırlık oluşmaz.
O halde parçacık bir yönünde hareket edecek olursa tabii ki burada manyetik kuvvetin -skaler olarak konuşuyorum-artık- elektriksel kuvvetten daha büyük olduğunu söyleyebiliriz.
Parçacık iki yönünde hareket ederse yani hiç sapmadan, yolunu bozmadan, doğrultusunu bozmadan devam ederse burada manyetik kuvvet ile elektriksel kuvvetin büyüklüğüne eşittir deriz.
Parçacık 3 yönünde hareket ederse elektriksel kuvvetin manyetik kuvvetten daha büyük olduğunu o yüzden parçacığın aşağıya doğru, 3 yönüne saptığını söyleyebiliriz.
Lorentz Kuvvetleri'nde ne demiştik?
Hem elektriksel kuvvet hem manyetik kuvvet aynı anda etki ediyor.
O halde buradaki Lorentz Kuvveti'mizin matematiksel modelini yazacak olursak Lorentz Kuvveti'ni ve şunun Lorentz Kuvveti olduğunu ifade edelim. q yüklü parçacık elektrik alanından kuvvet hissediyor + aynı zamanda manyetik alandan da bir kuvvet hissediyor.
O halde görmüş olduğunuz gibi hem elektriksel kuvvet hem de manyetik kuvvetin bileşkesi bize Lorentz Kuvveti verecek.(F= q. E + q(Vx B)).
O halde özellikle şu iki numaralı durumu inceleyecek olursak elektriksel kuvvet ve manyetik kuvveti eşitleyecek olursak elektriksel kuvvet için eşittir manyetik kuvvet olarak -skaler olarak artık işlem yapıyorum- dikkatinizi verin lütfen.
Elektriksel kuvvet için q.E yani yüklü cismin yükü, yük miktarı çarpı elektrik alan şiddeti eşittir manyetik kuvvet neydi?
Yüklü parçacığa etki eden yük miktarı, yükün hızı ve manyetik alandı.
Burada görmüş olduğunuz gibi yük miktarları birbirini götürürse hangi ifadeyi yakalamış oluruz?
Görmüş olduğunuz gibi elektrik alan şiddeti ile manyetik alan şiddeti arasındaki ilişkiyi de kurmuş oluruz.
Elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti.
Aynı zamanda elektromanyetik dalgaların genel mantığını da göstermiş oluyoruz.
Buradaki hız vektörü yerine yani yüklü parçacığımızın hız vektörü yerine ışık hızını yazdığımız anda , aynı zamanda elektromanyetik dalganın elektrik alandan ve manyetik alandan oluştuğunu gözlemleyeceğiz.
Elektromanyetik dalgalarda bunu tekrardan konuşacağız.
