Yüklü Parçacıkların Manyetik Alan İçindeki Hareketi video konu anlatımı 11. sınıf fizik


Kategoriler: Ders Videoları

Manyetik alan içindeki, üzerinden akım geçen tele manyetik bir kuvvet etki edebilir. Aslında bu kuvvet, tele değil; tel üzerinde hareket eden yüklere uygulanır. İletken tel içerisindeki serbest elektronların hareketi ile her bir elektrona manyetik kuvvet etki eder. Tele etkiyen manyetik kuvvet, yüklere etki eden kuvvetlerin bileşkesidir. Düzgün bir manyetik alan içinde hareket eden yüklü parçacığa etki eden kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunur.

Bu kurala göre sağ el Şekil 2.57’deki gibi açılarak sağ elin başparmağı yükün hızının yönünü, diğer dört parmak manyetik alanın yönünü gösterecek şekilde tutulduğunda avuç içi pozitif yüke etkiyen manyetik kuvvetin yönünü gösterir. Negatif yükler için ise sağ el kuralı uygulanırken başparmak yükün hareket yönünün tersi yönünde tutulur. Yüke etkiyen manyetik kuvvet, yükün hız vektörü ve manyetik alan her zaman birbirine dik olur.



Düzgün manyetik alan içerisindeki hareketli yüke etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğü; manyetik alan şiddeti ( B ), yük miktarı (q) ve yükün hızı ( V ) ile doğru orantılıdır. Manyetik kuvvet aynı zamanda hız vektörü ile manyetik alan vektörü arasındaki açıya bağlı olarak değişir. Yüklü parçacık manyetik alana dik olarak girdiğinde yüklü parçacığa etki eden manyetik kuvvet en büyük değerini alır (Şekil 2.58.a). Yüklü parçacık manyetik alana paralel olarak girdiğinde ise yüklü parçacığa manyetik kuvvet etki etmez (Şekil 2.58.b).

Düzgün manyetik alana dik olarak giren parçacığa her zaman parçacığın hız vektörüne dik bir manyetik kuvvet etki eder. Bu durumda parçacığın hızının büyüklüğü değişmezken yönü değişir. Bu nedenle manyetik alan içinde parçacık üzerinde yapılan iş sıfır olduğundan parçacığın kinetik enerjisi değişmez. Manyetik kuvvet parçacığın hareket yörüngesinin değişmesine neden olur

Kütlesi m ve yükü +q olan parçacık, sabit V hızıyla sayfa düzleminden içeri doğru yönelmiş düzgün manyetik alana girmektedir (Şekil 2.59.a). Manyetik alana giren parçacığa manyetik kuvvet etki eder. Kuvvetin etkisiyle parçacık doğrusal hareketine devam edemez. Hızına dik olarak etkiyen kuvvet etkisiyle parçacık şekildeki gibi çembersel bir yörüngede hareketini sürdürür. Parçacığın yükü -q olduğunda yüke etki eden manyetik kuvvetin yönü değişeceğinden sadece parçacığın manyetik alandaki dönme yönü değişir (Şekil 2.59.b). Yüklü parçacık manyetik alana paralel doğrultuda girdiğinde manyetik kuvvet etki etmez ve parçacık doğrusal hareketine devam eder (Şekil 2.59.c). Parçacığın manyetik alan içindeki çembersel yörüngesinin yarıçapı; parçacığın kütlesine, hızının büyüklüğüne, yük miktarına ve manyetik alanın şiddetine bağlı olarak değişir.

Yük miktarları ve hızlarının büyüklüğü eşit olan iki parçacık aynı manyetik alana girdiğinde kütlesi büyük olan parçacık yarıçapı daha büyük bir yörüngede dolanır. Yük miktarları ve kütleleri eşit olan iki parçacık aynı manyetik alana girdiğinde hızı büyük olan parçacık yarıçapı daha büyük bir yörüngede dolanır. Kütleleri ve hızlarının büyüklüğü eşit olan iki parçacık aynı manyetik alana girdiğinde yük miktarı büyük olan parçacık yarıçapı daha küçük bir yörüngede dolanır. Yük miktarları, hızlarının büyüklüğü ve kütleleri eşit olan iki parçacıktan daha şiddetli bir manyetik alana giren parçacık yarıçapı daha küçük bir yörüngede dolanır.



Manyetik kuvvetin teknolojide birçok kullanım alanı vardır. Tıpta görüntüleme tekniği olarak kullanılan ve MR olarak bilinen manyetik rezonans olayında manyetik kuvvetlerden yararlanılır. MR yumuşak dokuların görüntülenmesi amacıyla kullanılır. Dokularda yoğun olarak bulunan hidrojen atomlarındaki protonlara göre görüntü oluşturulur. Dokulardaki protonlar güçlü bir manyetik alana maruz bırakılarak titreştirilir. Titreşen protonların yaydığı ışımalar tespit edilerek görüntüye dönüştürülür.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
13 Haziran 2020 Cumartesi