லாரன்ஸ் விசை | இயற்பியல் - ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாகச் செயல்படும் மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலத்தில் மின்துகளின் இயக்கம் (திசைவேகத் தேர்ந்தெடுப்பான்) | 12th Physics : UNIT 3 : Magnetism and Magnetic Effects of Electric Current
ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாகச் செயல்படும் மின்புலம் மற்றும்
காந்தப்புலத்தில் மின்துகளின் இயக்கம் (திசைவேகத் தேர்ந்தெடுப்பான்)
திசைவேகத்தேர்ந்தெடுப்பானை விளக்குவதற்காக ஒரு செய்முறை ஆய்வு அமைப்பைக் கருதுவோம் (படம் 3.48). மின்தேக்கியின் இணைத் தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள பகுதியில் சீரான மின்புலமும் அதற்கு செங்குத்தான திசையில் சீரான காந்தப் புலமும் நிறுவப்பட்டுள்ளன. மின்னூட்ட மதிப்பு q கொண்ட துகள் ஒன்று இடப்பக்கத்திலிருந்து திசை வேகத்துடன் இவ்வெளியில் நுழையும் போது அதன் மீது செலுத்தப்படும் நிகர விசை
துகள் நேர்மின்துகளாக இருந்தால் அதன் மீது செயல்படும் மின்விசை கீழ்நோக்கிய திசையிலும், லாரன்ஸ் விசை மேல் நோக்கிய திசையிலும் செயல்படும். இவ்விரண்டு விசைகளும் ஒன்றை ஒன்று சமன் செய்யும் போது
குறிப்பு
ஐசோடோப்புகளைப் பிரித்தெடுக்க திசைவேகத்தேர்ந்தெடுப்பானின் தத்துவம் பெயின்பிரிட்ஜ்நிறைமாலைமானியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதன்கருத்து எடுத்துக்காட்டு (3.21)ல் விளக்கப்பட்டுள்ளது.
பெயின்பிரிட்ஜ் நிறைமாலைமானியின்திட்ட வரைபடம்
இதன் கருத்து என்னவென்றால் கொடுக்கப்பட்ட எண்மதிப்புடைய மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலம் யில் இயங்கும் குறிப்பிட்ட வேகம் கொண்ட (v0=E/B) மின்துகளின் மீது மட்டும் இவ்விசைகள்செயல்படுகின்றன என்பதாகும். இந்த வேகம் மின்துகளின் நிறையையோ, மின்னூட்ட அளவையோ சார்ந்ததல்ல.
எனவே முறையான மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலங்களை தேர்வு செய்வதன் மூலம் குறிப்பிட்ட வேகத்தில் செல்லும் மின்துகளை தேர்வு செய்ய இயலும். இதுபோன்ற புலங்களின் அமைப்பிற்கு திசைவேகத் தேர்ந்தெடுப்பான் என்று பெயர்.
எடுத்துக்காட்டு 3.22
6.0 x 10°NC- எண்மதிப்புடையமின்புலம் மற்றும் 0.83 T எண்மதிப்புடைய காந்தப்புலம் B இரண்டும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக செயல்படும் பகுதியில் 200 V மின்னழுத்தத்தால் எலக்ட்ரான் ஒன்று முடுக்கிவிடப்படுகிறது. முடுக்கமடைந்த எலக்ட்ரான் சுழி விலக்கத்தைக் காட்டுமா? இல்லை எனில் எந்த மின்னழுத்தத்திற்கு அது சுழி விலக்கத்தைக் காட்டும்.
தீர்வு:
மின்புலம், E = 6.0 x 106 N C-1 மற்றும் காந்தப்புலம், B = 0.83 T. எனவே ,
எலக்ட்ரான் இந்த திசைவேகத்தில் செல்லும் போது சுழி விலக்கத்தைக் காட்டும். இங்கு எலக்ட்ரானை முடுக்குவிக்கப் பயன்படும் மின்னழுத்தம் 200 V. இம்மின்னழுத்தத்தினால் எலக்ட்ரான் இயக்க ஆற்றலைப் பெறும். எனவே,
எலக்ட்ரானின் நிறை m = 9.1x1031 kg. மேலும் அதன் மின்னூட்டம் |q|=e =1.6x10-19 C. முடுக்குவிக்கும் மின்னழுத்தத்தால் எலக்ட்ரான் பெறும் திசைவேகம்
இங்கு v200 > v எனவே எலக்ட்ரான் லாரன்ஸ் விசையின் திசையில் விலக்கமடையும். எலக்ட்ரான் விலக்கமடையாமல் நேரான பாதையில் செல்லத் தேவையான முடுக்குவிக்கும் மின்னழுத்தம்