O’zbekiston Respublikasi xalq ta’lim vazirligi

Magnit maydonda tokli o’tkazgichga ta’sir qiluvchi kuch. Xoll effekti qullqnilishi. 53

1. 
   Lorens kuchi
   
2. 
   Elektr va magnit maydonda zaryadli zarralar xarakati.
   
3. 
   Xoll effekti va uning tadbiqi.
   
4. 
   Elektronni zaryadini aniqlash.
   

1. Tok o’tayotgan o’tkazgich, toksiz o’tkazgichdan, unda zaryad tashuvchilarning tartibli xarakati sodir bo’lishi bilan farq qiladi. Bunda magnit maydondagi tokli o’tkazgichgata’siretuvchi kuch xarakatlanuvchi alohida zaryadga ta’sir etuvchi kuchlardan iborat. Demak ta’sir zaryadlardan ular oqayotgan o’tkazgichga berilish kerak degan xulosa kelib chiqadi. Xarakatlanayotgan zarralarga magnit maydon tomonidan berilgan impuls tuqnashish paytida matallning kristall panjarasi ionlarga yoki elektroid molekulalariga uzatiladi. Bu xodisa tajribalarda aniqlangan.

Harakatlanayotgan zaryadga magnit maydon tomonidan ta’sir qiluvchi kuch ifodasini topamiz.
Buning uchun Amper qonunidan foydalanamiz . tok kuchi son jihatdan o’tkazgich kesimidan vaqt birligi ichidan o’tgan zaryad miqdoriga teng. Agar ayrim zaryadlarning kattaligiga q, o’tkazgichning birlik hajmida harakatlanuvchi zaryadlar soni n, ularning tartibli harakat tezligi V va o’tkazgichning ko’ngdalang kesimi S bo’lsa u holda tok kuchi J=qnVS ekanligini ko’rgan edik.
Tok kuchining bu qiymatini quyidagich yozamiz:

Bunda - o’tkazgichning magnit maydondagi qismining uzunligi, va B induksiya vektori orasidagi burchak (rasm).
O ’tkazgichning uzunligidagi harakatlanayotgan barcha zaryadlar soni esa shu zaryadlarga ta’sir etuvchi Amper kuchidir. Demak xarakatlanayotgan har bir zaryadga magnit maydoni tomonidan kuch ta’sir etadi. Bu kuch Lorens kuchi deyiladi.
Lorens kuchi magnit maydon induksiyasi bilan tezlik vektoriga perpendikulyar bo’lib, uning yo’nalishi chap qo’l qoidasiga asosan aniqlanadi.
Agar chap qo’l kaftini o’nga zaryad tezligi ga perpendikulyar bo’lgan magnit maydon induksiyasining vartikal tashkil etuvchiaining chiziqlari kiradigan qilib tutib yoyilgan turt barmoqni musbat zaryad yo’nalishida ochilsa, u holda ga kirilgan bosh barmog’mizning yo’nalishi zaryadga ta’sir etuvchi - Lorens kuchining yo’nalishi ko’rsatadi.
Lorens kuchi har doim zaryadlangan zarraning yo’nalishiga perpendikulyar yo’nalgandir shuning uchun Lorens kuchi zarra ustida ish bajarmaydi. Demak zaryadlangan zarraga o’zgarmas magnit maydon orqali ta’sir etib ,uning energiyasini o’zgartirish mumkin emas.
2. a) Zaryadli zarra bir jinsli elektr maydonda xarakatlanayotgan bo’lsin. Elektronlar oqimi dastasini xosil qilish onson bo’lgani uchun elektronlar xarakatini qaraylik electron dastasiga tashqi ta’sir bo’lmasa qarshisida turgan ekranni O nuqtasiga borib tushadi. (rasm).

Elektron dastasi qoplam uzunligi l- bo’lgan zaryadlangan yssi kondensator qoplamalari orasidan o’tib ekranga kelib tushsin. Bu holatda magnit maydon nolga teng deymiz.Kuzatish aniq bo’lishi uchun kondensatorning ustki qoplamasi musbat zaryadlangan bo’lib, elektr maydon kuchlanganligiqoplamaning ustki qismidan paska qarab yo’nalsin kondensator ichidagi hosil bo’lgan elector maydonini bir jinsli deb qaraymiz. Kondensatordan ekrangacha bo’lgan oramiz L bo’lsin. Kondensatorga electronlar boshlang’ch tezlik bilan kirib. Unga elektr maydon tomonidan kuch ta’sirida o’z xarakat yo’nalishini uqi buyicha o’zgartiradi.

Kondensatordan chiqqandan so’ng oldingi yo’nalishi bilan burchak hosil qilgan holatda tezlanish bilan tekis tezlanuvchan xarakatlanadi.
Uning tezlanishi : kondensator ichida zaryadning xarakatlanishi vaqti bo’lib:
(1) masofaga siljib
tazlikka ega bo’ladi.
Chizmadan ko’rinib turibdiki zarra oldingi yo’nalish bilan
(2) burchak hosil qiladi.
U vaqtda kondensatordan chiqib ekranga etib kelguncha (2) ifodaga nisbatan yana qushimcha
(3) masofaga siljiydi.
O nuqtaga nisbatan umumiy siljish (2) va (3) ning yig’indisiga teng bo’ladi.
bu ifodani hisobga olib (2) ni qo’yidagicha yozamiz.
ko’rinib turibdiki,
Maydondan chiqqan zarra huddi kondensator markazidan oldingi yo’nalishiga nisbatan (2) bilan aniqlanayotgan burchak hosil qilib xarakatlangandek bo’lar ekan.
b) Zaryadli zarra bir jinsli magnit maydonda xarakatlansin.
Bu holatda tashqi elector maydon nolga teng zaryadli zarra tezlik bilan bir jisli magnit maydon induksiya vektoriga tik yo’nalishda kirib kelsa. Unga Lorens va Markazdan qochirma kuchlar ta’sir etib R radiusli aylana bo’yicha qo’yidagi tezlanish bilan harakatlanadi:

A gar tezlik faqat yo’nalishi bo’yicha o’zgarsa yoki faqat zaryadnnig ishorasi o’zgarsa ta’sir etuvchi kuchning yo’nalini o’zgartirmaydi(rasm). Ma’lumki markazga intilma tezlanish burchak tezlik orqali ko’rinishga ega. Bu ikkala tenglikni o’zaro tengligidan va ishorasini hisobga olsak hosil bo’ladi. Bunga siklik larmor chastotasideyiladi. Oxirgi ifodalardan, foydalanib, solishtirma zaryadlarni hisoblash mumkin.
Agar zaryad tezligi magnit maydon yo’nalishi bilan qandaydir burchak hosil qilsa, u vaqtda uning xarakati traiktoriyasi speraldan iborat bo’ladi/
3) Xoll effekti va uning qullanilishi.
Xoll tok o’tayotgan metal plastinkani tok yo’nalishiga tik holda magnit maydonoga joylashtirganda plastinkaning tokka parallel bo’lgan tomonlarida potensiallar farqini hosil bo’lganini aniqladi.
Bu hodisaning aniq fizaik maxfiyatini tasavvur qilish uchun qalinligi h-bo’lgan plastikadan j-tok zichliginin o’tkazaylik, bizga metalning elektr o’tkazuvchanlik nazariyasidan ma’lumki, tok zichligi quyidagicha ifodalanar edi j=I/S=enV (1.) n-elekrtonlar soni, V-elektronlarning o’rtasha tezligi. U vaqtda elektronga magnit maydon tomonidan Lorents kuchi F_l=eVB, tomonlar orasida potentsiallar farqi hosil bo’lishi natijasida elektr maydon tomonidan F=eE plastinka ichida tokva magnit maydonga ko’ndalang holda kuchlar ta’sir etadi.
Bu kuchlar muvozanatga kelganda plastinkada potentsiallar farqi eE=eVB dan E=VB. U=Eh=VBh hosil bo’ladi.
Bunga tezlik ifodasini (1.) dan olib ko’ysak (2.) kelib chiqadi.
Bu ifodada maydon induktsiya vektori plastinka qalinligi o’tayotgan tok kuchi zichliklarini o’zgartirish mumkin.
Ammo olingan pllastinka uchun o’zgarmaydi. Bu kattalikga Holl koeffitsinti deyiladi. Bu holda (2.) quyidagicha yozamiz U=R_xBhj (3.) . Holl koeffitsenti kompensatsiya metodi yordamida o’lchanadi. Buning uchun tekshirilayotgan pllastinka kompensator va galvvonometrdan iborat bo’lib, berk zanjir tuziladi( rasm**). Metallarda o;rganilgan kabi Holl koefitsentini aniqlash orqali yarim o’tkazgichlarda zaryad tashuvchilarning ham konsenratsiyalarini va ularning harakatchanligini aniqlash mumkin.
4. Elektonning zaryadini aniqlash. Elartonning solishtirma zaryadini ya’ni e/m ni o’lchashni 1- marta razryad trubkasi yordamida 1897 yilda tomson amalgam oshirgan. Elektron dastasiga ta’sir etayotgan magnit maydoni hosil qilinadi va uning natijasida yuzaga kelgan dasta izining siljishlarini electron trubkada o’lchab, Tomson, elektr maydonni ham hosil qildi va uning kattaligini va yonalishini shunday tanladiki, dasta ya’na qaytadan ekran markaziga tushadi.
Bu vaqtda elektr va magnit maydonlari elektonlar dastasiga bir vaqtda kattalik jihatdan bir hil biroq yo’nalish jihatdan qarama qarshi bo’lgan kuchlar bilan ta’sir etadi ya’ni eE=ev₀B shart bajariladi. Elektronlarning solishtirma zaryadini aniqlash uchun magnit fokusirovka metodi qo’llaniladi. Faraz qilaylik: bir jinsli magnit maydonga ma’lum bir nuqtadan maydon yo’nalishiga nisbatan simmetrik holda ozgina bo’lsada yoyilibboruvchi miqdor jihatdan bir hil V tezlikka ega bo’lgan elektronlar dastasi kirib kelsin. Elektronlarning harakat yo’nalishi B ni yo’naliashi bilan uncha katta bo’lmagan α burchak hosil qilsin.
Bu holda elektronlar bir hil vaqt (1.) mobaynida to’la aylanish hosil qilib va maydon yo’nalishi bo’ylab l=VcosαT (2.) ga teng masofaga siljib, spiral tayektoriya bo’ylab harakatlanadi. α burchakning qiymati kichik bo’lganligi sababli har hil elektonlar uchun (2.) masofa amalda bir hil va VT (kichik burchaklar uchun cosα≈1) gat eng bo’ladi. Demak yoyilib boruvchi dasta elektronlar chiqqan nuqtadan (3.) masofada to’planadi.
BUSH o’z tajribasida quyidagi shartdan topilishi mumkin bolgan tezlikka ega bo’ldi:
Turli metodlar bilan olingan natijalar asosida topilgan electron solishtirma zaryadining eng aniq qiymati quyidagicha .