От плотины Трех ущелий до электронно-лучевой трубки: диалог сил на разных масштабах

На этом уроке мы начнем путешествие отмакромеханикикмикродинамикемысленному путешествию. Представьте, как бурные потоки воды плотины Трех ущелий приводят в движение гигантские генераторы. Основной физический процесс — это возникновение тока при движении проводника в магнитном поле, а сопротивление, которое испытывает ток в магнитном поле, по сути является суммой Лоренцевых сил, действующих на множество микроскопических зарядов.силы Лоренцав макроскопическом масштабе. Напротив, в старых телевизорах технология сканирования использует магнитное поле для управления пучком электронов:сканирование (scanning)техника использует магнитное поле для управления пучком электронов: проход пучка от верхней строки до нижней строки называется одним кадром.

Основные физические законы

• Сила Ампера (Ampere Force): $F=BIl$. Когда ток перпендикулярен однородному магнитному полю, сила достигает максимума.
• 洛伦兹力 (Lorentz Force): $F=qvB$. Это микроскопическая основа силы Ампера. В однородном магнитном поле, если заряд движется по окружности, то $qvB=m\frac{v^2}{r}$.
• Закон движения: Период равномерного кругового движения заряженной частицы в однородном магнитном поле $T=\frac{2\pi m}{qB}$, что удивительно, не зависит от радиуса орбиты и скорости движения.