Il principio fondamentale:Lorentz Force
Gli elettroni sono particelle caricate e le particelle cariche sperimentano una forza quando si trovano in un campo magnetico. Questa forza è chiamata Lorentz Force ed è la chiave per comprendere l'interazione tra magneti e travi di elettroni.
Effetti del campo magnetico:
* deflessione: La forza di Lorentz agisce perpendicolare sia alla direzione del movimento dell'elettrone sia alla direzione del campo magnetico. Ciò si traduce nel fatto che il raggio di elettroni sia deviato . La resistenza della deflessione dipende dalla resistenza del campo magnetico, dalla velocità degli elettroni e dalla carica degli elettroni.
* Focus: Organizzando attentamente i campi magnetici, puoi focus un raggio di elettroni. Questo è cruciale in dispositivi come i tubi a raggi catodici (CRT) e i microscopi elettronici.
* Motion circolare: Se il campo magnetico è uniforme e perpendicolare alla velocità dell'elettrone, l'elettrone seguirà un percorso circolare . Questo principio è usato in dispositivi come ciclotroni e acceleratori di particelle.
* Motion elicoidale: Se il campo magnetico non è perpendicolare alla velocità dell'elettrone, l'elettrone seguirà un percorso elicoidale . Questo è simile al movimento circolare, ma con un ulteriore componente del movimento lungo le linee di campo magnetico.
Applicazioni:
L'interazione tra magneti e fasci di elettroni ha numerose applicazioni:
* Tubi a raggi catodici (CRTS): In CRTS, i magneti vengono utilizzati per deviare il raggio di elettroni per creare l'immagine sullo schermo.
* Microscopi elettronici: Le lenti magnetiche focalizzano il fascio di elettroni per creare immagini ingrandite di piccoli oggetti.
* Acceleratori di particelle: I magneti vengono utilizzati per piegare e focalizzare i percorsi delle particelle caricate negli acceleratori, permettendo loro di raggiungere le alte velocità.
* Imaging medico: La risonanza magnetica (MRI) utilizza forti campi magnetici per allineare i protoni nel corpo, creando immagini di strutture interne.
In sintesi:
I magneti hanno un potente effetto sulle travi di elettroni, facendoli deviare, concentrarsi e muoversi in percorsi circolari o elicoli. Questa interazione ha innumerevoli applicazioni in scienza, tecnologia e medicina.
