Förstå fysiken
* Lorentz Force: Kraften på en laddad partikel som rör sig i ett magnetfält ges av Lorentz Force Law:
* f =q (v x b)
* F =kraft (i newtons)
* Q =laddning av partikeln (i Coulombs)
* V =partikelens hastighet (i meter per sekund)
* B =magnetfältstyrka (i Teslas)
* x =tvärprodukt (vilket resulterar i en vektor vinkelrätt mot både V och B)
* Jordens magnetfält: Jordens magnetfält är ungefär ett dipolfält, med en styrka av cirka 50 mikrotesla (µT) vid jordens yta.
Utmaningen
Problemet är att du inte har tillhandahållit elektronens hastighet. Kraften på elektronen beror direkt på hur snabbt den rör sig relativt magnetfältet.
Exempelberäkning
Låt oss anta att elektronen rör sig med en hastighet av 1,0 x 10^7 meter per sekund (en typisk hastighet för elektroner i många situationer).
1. Avgift för en elektron: q =-1.602 x 10^-19 coulombs
2. Magnetfältstyrka: B =50 µT =50 x 10^-6 Tesla
3. elektronhastighet: v =1,0 x 10^7 m/s
4. Beräkna kraften (förutsatt att hastigheten är vinkelrätt mot magnetfältet):
* F =q (v x b) =qvb (eftersom tvärprodukten förenklar till multiplikation när v och b är vinkelrätt)
* F =(-1.602 x 10^-19 c) (1,0 x 10^7 m/s) (50 x 10^-6 t)
* F =-8,01 x 10^-17 Newtons
Viktiga anteckningar
* Riktning av kraft: Styrkans riktning bestäms av den högra regeln (eller vänster regel om laddningen är negativ).
* hastighet: Kraften är noll om elektronens hastighet är parallell med magnetfältet.
* verklig komplexitet: Jordens magnetfält är inte enhetligt. Det varierar i styrka och riktning beroende på plats.
Låt mig veta om du har elektronens hastighet och jag kan ge en mer exakt beräkning!
