Düzgün Bir Elektrik Alanında Yüklü Parçacıkların Hareketi

1
3813
düzgün bir elektrik alanında yüklü parçacıkların hareketi

Bu yazımda düzgün bir elektrik alanında yüklü parçacıkların hareketi nasıl olduğunu açıklayacağım. q yüklü m kütleli bir parçacık bir E elektrik alanına konulduğunda, yüke etkiyen elektrik kuvveti qE’dir. Bu, parçacığa etkiyen tek kuvvetse, net kuvvet olacağından parçacığı hızlandırır. Bu durumda parçacığa Newton’un ikinci yasası uygulandığında; Fe=qE=ma elde edilir. Buna göre parçacığın ivmesi:

parçacığın ivmesi

olur. E düzgün ise (yani, doğrultu ve büyüklüğü sabitse), ivme sabittir. Parçacığın yükü artı ise ivme elektrik alanıyla aynı, eksi ise zıt yöndedir.

Zıt işaret yüklü iki düz metal tabaka arasındaki bölgede elektrik alanı yaklaşık olarak düzgündür.-e yüklü bir elektronun bu alana Vi ilk hızıyla yatay olarak fırlatıldığı varsayılsın. Şekil 1 deki E elektrik alanı artı y doğrultusunda olduğundan, elektronun ivmesi eksi y doğrultusundadır. Ya­ni,

düzgün bir elektrik alanında yüklü parçacıkların hareketi

İvme sabit olduğundan, vxi= vve vyi= 0 olmak üzere, iki boyuttaki kinematik denklemleri uygulanabilir. Elektrik alanında, bir t süresi kaldıktan sonra elektronun hız bileşenleri, vx= vi= sabit   elektronların hız bileşeni

Düzgün Bir Elektrik Alanında Yüklü Parçacıkların Hareketi Örnek

yüklü parçacıkların manyetik alanda hareketi
Şekil 1

Şekil 1 de İki yüklü tabakanın oluşturduğu düzgün bir elektrik alanın, bir elektron yatay olarak fırlatılıyor. Elektron aşağı doğru bir ivme kazanır (E ye zıt yönde) ve tabakalar arasındayken parabolik bir yörünge izler. Elektron, elektrik alanında t süresi kaldıktan sonra koordinatları

X=Vit     olur.

yüklü parçacıkların manyetik alanda formülü Elektron düz­gün elektrik alan bölgesinden çıkınca Newton’un birinci yasasına uyarak v>v0 hızıyla Şekil 1 deki v doğrultusunda bir doğru boyunca hareketini sür­dürür.

Elektron üzerindeki kütle-çekim kuvveti önemsenmez. Atomik parçacık­lar için bu iyi bir yaklaşımdır. 104 N/C luk bir elektrik alanında eE elektrik kuv­vetinin, büyüklüğünün mg kütleçekim kuvvetinin büyüklüğüne oranı bir elekt­ron için 1014, bir proton için 1011 mertebesindedir.

Katot Işınları Tüpü

Şekil 2 de gösterilen katot ışınları tüpü; ossiloskoplar, radar sistemleri, televizyon alıcıları, bilgisayar ekranlarında elektronik bilginin görüntülenme­sinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Katot ışınları tüpünün (KIT), içinde, elektronların elektrik ya da manyetik alanlarda hızlandırıldıkları ve saptırıldıkları havası boşaltılmış bir tüptür. Elektron demeti, tüpün boyun kısmında bulunan elektron tabancası denilen bir aygıtla üretilirler. Bu elektronlar kendi başlarına bırakıldıklarında KIT’ nün ön kısmındaki ekrana çarpıncaya dek dosdoğru bir yol izlerler. Tü­pün “ekran” ı, elektronlarla dövüldüğünde görünür ışık saçan bir maddeyle kaplanmıştır.

Bir katot ışınları tübünün gösterimi. Sıcak C katodun­dan ayrılan elektronlar A anoduna doğru hızlanırlar. Elektron tabancası elektron demetinin odaklanmasında da kullanılır, plakalar ise demeti saptırır.

katot ışınları tübünün gösterimi
Şekil 2

Bir osiloskopta tüpün boyun kısmında birbirine dik olarak yerleştirilmiş iki plaka takımıyla elektronlar çeşitli doğrultularda saptırılırlar. Plakalardaki yük miktarını denetlemek için bir dış elektrik dev­resi kullanılır. Yatay saptırıcı plakalardan birine artı ötekine eksi yük konulma­sı plakalar arasında bir elektrik alan oluşturur ve demetin yanlamasına dene­timini sağlar. Düşey saptırıcı plakalar da aynı biçimde davranır, yalnız plaka­lardaki yükün değiştirilmesi demetin düşey sapmasını sağlar.

Düzgün bir elektrik alanında yüklü parçacıkların hareketi başlıklı yazım burada sonlandı. Diğer yazımda görüşmek üzere.

Değerlendirme
Beğeni
Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikEgzoz Emisyon Ölçümü
Sonraki İçerikKlima Seçimi Nasıl Yapılır ve Klima Terimleri
Oğuzhan Mallı
Merhaba Ben Oğuzhan Mallı Mühendis Beyinler sitesinin editörüyüm, Bir süre Karadeniz Teknik Üniversitesinde Elektrik ve Elektronik mühendisliği okuduktan sonra, yurtdışında eğitimime devam etmekteyim. Advanced seviyesinde İngilizce ve Rusça bilmekteyim. Yazılarımda yaptıklarımla, düşüncelerimle ilgili pek çok şey bulabilirsiniz. Yorumlarınız, düşünce ve tavsiyeleriniz benim için çok önemli. Yalnızca “Merhaba, buralardaydım.” demek için dahi olsa vakit ayırıp bıraktığınız her bir yorum için çok teşekkür ederim. Bütün yorumlara cevap vermeye çalışıyorum.

1 Yorum

Düşünceleriniz Nedir?