Magnetfältets riktning
Hej,
Jag behöver hjälp med följande uppgift:
En elektron rör sig med hastigheten v genom ett magnetfält med flödestätheten B. Den påverkas då av en kraft F riktad som i figuren nedan. Hur är magnetfältet riktat?
Jag förstår att man kan använda högerhandsregeln för att lista ut riktningen på magnetfältet. Men hur blir det om man tillämpar högerhandsregeln i rådande situation? Blir kraften riktad åt vänster istället? Det gäller ju för positiva laddningar, och här är det en negativ laddning.
Jag tänker såhär om man tillämpar högerhandsregeln (för positiv laddning):
Tummen pekar i hasighetens riktning, dvs. uppåt, kraften i handflatans riktning, dvs. åt vänster (för positiv laddning) och magnetfältet i fingrarnas riktning. Blir magnetfältet då riktat inåt eller utåt? Magnetfältet ska ju vara vinkelrätt mot kraften och hastigheten. Men blir det inte vinkelrätt oavsett om magnetfältet är utåt eller inåt?
Tack på förhand!
Om tummen pekar uppåt och handfatan åt vänster, så pekar fingrarna rakt ut från papperet. Lite svårt att hålla handen så kanske.
Om laddningen är negativ, så ska handflatan peka i motsatt riktning mot kraften istället
Det blir vinkelrätt om du tänker i tre dimensioner. kraftens, partikelns och magnetfältets riktningar bildar som hörnet på en kub; dessa riktningar är alla vinkelräta mot varandra fast i olika plan.
Jag förstår fortfarande inte hur man får reda på magnetfältets riktning.
Blir kraften (om man tillämpar högerhandsregeln på en positiv laddning) åt vänster i denna situation? Blir magnetfältet då riktat inåt eller utåt? Varför? Det blir ju vinkelrätt oavsett om det är inåt eller utåt när kraften är åt vänster och hastigheten uppåt när jag tänker i tre dimensioner.
Du måste bestämma två för att få den tredje.
Om den positiva partikeln rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft till vänster så är magnetfältet inåt.
Om den positiva partikeln rör sig uppåt där kraft verkar till höger så är magnetfältet utåt.
Du ville ha svar varför också ja:
Om en positiv partikel rör sig uppåt sätter du tummen uppåt. Om det finns kraft åt vänster sätter du handflatan åt vänster (likt du hälsar) och då blir fingrarna inåt (eller framåt).
Om det är en negativ partikel kan du alltid tänka att strömriktningen är motsatt dess riktning. Sen är det bara att använda högerhandsregeln igen.
MrPotatohead skrev:Du ville ha svar varför också ja:
Om en positiv partikel rör sig uppåt sätter du tummen uppåt. Om det finns kraft åt vänster sätter du handflatan åt vänster (likt du hälsar) och då blir fingrarna inåt (eller framåt).
Om det är en negativ partikel kan du alltid tänka att strömriktningen är motsatt dess riktning. Sen är det bara att använda högerhandsregeln igen.
Om jag använder högerhanden och håller den som när man hälsar, så får jag att tummen (hastigheten) pekar uppåt, handflatan (kraften) åt vänster och magnetfältet riktat inåt. Men det blir då för en positiv laddning.
Om jag istället tillämpar detta på en negativ laddning så blir ju handflatan (kraften) åt höger istället eftersom det är en elektron, tummen (hastigheten) rakt uppåt och fingrarna (magnetfältet) också riktat inåt. Vad gör jag för fel? Ska jag använda vänsterhanden istället för negativa laddningar? Även då blir ju magnetfältet riktat inåt, precis som jag fick för den positiva laddningen.
Ja, magnetfältet är riktat inåt för båda partiklarna. Du får välja själv om du vill tänka som mig att riktningen på strömmen är motsatt en negativs partikel rörelse för att sedan använda högerhandsregeln som vanligt. Alternativet är att använda vänsterhanden för negativa partiklar ja.
MrPotatohead skrev:Ja, magnetfältet är riktat inåt för båda partiklarna. Du får välja själv om du vill tänka som mig att riktningen på strömmen är motsatt en negativs partikel rörelse för att sedan använda högerhandsregeln som vanligt. Alternativet är att använda vänsterhanden för negativa partiklar ja.
Så svaret på uppgiftsfrågan är alltså att magnetfältet är riktat inåt om jag förstått allt korrekt.
Det jag däremot fortfarande är tveksam över är hur man vet om det är inåt eller utåt. I den rådande situationen, där kraften är åt höger och hastigheten är uppåt, får jag att magnetfältet blir vinkelrätt mot kraften och hastigheten både när det är riktat inåt och utåt. Kan du ge något tips på hur man kan tänka?
MrPotatohead skrev:Du måste bestämma två för att få den tredje.
Om den positiva partikeln rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft till vänster så är magnetfältet inåt.
Om den positiva partikeln rör sig uppåt där kraft verkar till höger så är magnetfältet utåt.
T.ex. här. Hur vet man att magnetfältet är inåt i den första situationen och utåt i den andra? I bägge situationer är kraften, hastigheten och magnetfältet vinkelräta i förhållande till varandra
För att de inte bara kräver att de ska vara vinkelräta utan också positivt orienterade samt vara i ett högersystem. Det får du lära dig om i en kurs som heter linjär algebra på universitet. Just nu får du bara acceptera högerhandsregeln som bygger på detta.
MrPotatohead skrev:För att de inte bara kräver att de ska vara vinkelräta utan också positivt orienterade samt vara i ett högersystem. Det får du lära dig om i en kurs som heter linjär algebra på universitet. Just nu får du bara acceptera högerhandsregeln som bygger på detta.
Men jag förstår inte hur man vet med högerhandsregeln att magnetfältet är riktat inåt (eller utåt) som i situationen ovan där du beskrev en positiv laddning.
Om vi istället tar en negativ laddning för samma situation ovan, hur blir det då?
T.ex: En negativ laddning rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft åt höger. Då blir magnetfältet inåt. Varför vet jag inte. Skulle lika gärna kunna vara utåt om jag tänker på vinkelräthet.
En negativ laddning rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft åt vänster. Magnetfältet blir riktat utåt (eller?). Samma här skulle det lika gärna kunna vara inåt.
violaaa skrev:MrPotatohead skrev:För att de inte bara kräver att de ska vara vinkelräta utan också positivt orienterade samt vara i ett högersystem. Det får du lära dig om i en kurs som heter linjär algebra på universitet. Just nu får du bara acceptera högerhandsregeln som bygger på detta.
Men jag förstår inte hur man vet med högerhandsregeln att magnetfältet är riktat inåt (eller utåt) som i situationen ovan där du beskrev en positiv laddning.
För att din högerhand har bara en handflata. Det borde din vänsterhand dock också ha! :)
Om vi istället tar en negativ laddning för samma situation ovan, hur blir det då?
T.ex: En negativ laddning rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft åt höger. Då blir magnetfältet inåt. Varför vet jag inte. Skulle lika gärna kunna vara utåt om jag tänker på vinkelräthet.
För att om du sätter din tumme neråt och din handflata åt höger så kan bara fingrarna peka inåt. Det finns inget annat sätt.
En negativ laddning rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft åt vänster. Magnetfältet blir riktat utåt (eller?). Samma här skulle det lika gärna kunna vara inåt.
Det blir en konstig vinkel för din hand men den stämmer fortfarande. Tummen mot dig och handflatan åt vänster gör att magnetfältet blir utåt.
MrPotatohead skrev:violaaa skrev:MrPotatohead skrev:För att de inte bara kräver att de ska vara vinkelräta utan också positivt orienterade samt vara i ett högersystem. Det får du lära dig om i en kurs som heter linjär algebra på universitet. Just nu får du bara acceptera högerhandsregeln som bygger på detta.
Men jag förstår inte hur man vet med högerhandsregeln att magnetfältet är riktat inåt (eller utåt) som i situationen ovan där du beskrev en positiv laddning.
För att din högerhand har bara en handflata. Det borde din vänsterhand dock också ha! :)
Om vi istället tar en negativ laddning för samma situation ovan, hur blir det då?
T.ex: En negativ laddning rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft åt höger. Då blir magnetfältet inåt. Varför vet jag inte. Skulle lika gärna kunna vara utåt om jag tänker på vinkelräthet.
För att om du sätter din tumme neråt och din handflata åt höger så kan bara fingrarna peka inåt. Det finns inget annat sätt.
En negativ laddning rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft åt vänster. Magnetfältet blir riktat utåt (eller?). Samma här skulle det lika gärna kunna vara inåt.
Det blir en konstig vinkel för din hand men den stämmer fortfarande. Tummen mot dig och handflatan åt vänster gör att magnetfältet blir utåt.
"För att om du sätter din tumme neråt och din handflata åt höger så kan bara fingrarna peka inåt. Det finns inget annat sätt." - Vilken hand blir det? Höger? Det blir jätteförvirrande känner jag :/ Blir det högerhand så pekar ju handflatan åt vänster. Tummen får en konstig vinkel.
"Det blir en konstig vinkel för din hand men den stämmer fortfarande. Tummen mot dig och handflatan åt vänster gör att magnetfältet blir utåt." Likaså här. Vilken hand ska användas för att det ska bli rätt? Spelar det roll?
Jag känner ändå inte att jag hänger med :/ Kanske får kika på bilder på nätet och återkomma...
MrPotatohead skrev:Du måste bestämma två för att få den tredje.
Om den positiva partikeln rör sig uppåt och blir påverkad av en kraft till vänster så är magnetfältet inåt.
Om den positiva partikeln rör sig uppåt där kraft verkar till höger så är magnetfältet utåt.
Jag har läst på lite mer nu, men när jag försöker lista ut hur magnetfältet är riktat i första situationen(positiv laddning, kraft åt vänster och hastighet uppåt) får jag magnetfältet riktat utåt istället.
För själva uppgiften som jag postade så blir ju kraften åt vänster för en positiv laddning, hastighet uppåt, och då borde väl magnetfältet vara utåt.
För den negativa laddningen: kraft åt höger, hastighet uppåt och magnetfält inåt.
Är det korrekt?
Det som ändras när du byter partikel är vilket håll du håller tummen. En positiv partikel uppåt innebär strömriktning uppåt. En negativ partikel som åker uppåt innebär en strömriktning neråt, dvs tummen neråt.
Jag kan ta lite bilder på hur jag håller handen. Vilka situationer vill du se?
Det skulle uppskattas mycket, tack! Blir strömriktningen förresten alltid uppåt för en positiv laddning (och tvärtom för negativ laddning)?
Blir nog lättare att förstå med bilder, för jag blir galen på detta. Dessa situationer som vi skrivit om:
Positiv laddning: kraft åt vänster, hastighet uppåt, då blir magnetfältet inåt skrev du tidigare.
Positiv laddning: kraft åt höger, hastighet uppåt, magnetfält utåt.
Negativ laddning: kraft åt vänster, hastighet uppåt, magnetfält inåt (?). Osäker om det blir inåt här eller inte.
Negativ laddning: kraft åt höger, hastighet uppåt, magnetfält inåt.
MrPotatohead skrev:
Tack så mycket för bilderna!! :)
Så i första bilden är den positiva laddningen med kraften åt vänster, hastighet uppåt och magnetfält inåt. Det hänger jag med på.
Andra bilden: Positiv laddning där kraften är åt höger, hastighet uppåt och magnetfält utåt. Hänger också med.
Tredje bilden: Negativ laddning, kraft åt vänster, magnetfält inåt??
Fjärde bilden skulle väl egentligen bli samma som andra bilden fast för negativ laddning, där kraften är åt höger, hastigheten uppåt, men magnetfältet ska väl vara inåt? Hur ska man hålla handen?
Jag visar ju i 3e bilden att det blir fält utåt. Kolla lite till och försök på 4e själv. Där är det ju bara att du ska sätt fingrarna i bordet, peka tummen mot dig själv och handflatan åt höger.
MrPotatohead skrev:Jag visar ju i 3e bilden att det blir fält utåt. Kolla lite till och försök på 4e själv. Där är det ju bara att du ska sätt fingrarna i bordet, peka tummen mot dig själv och handflatan åt höger.
Jag skrev fel, menade utåt. Jag tror jag hänger med på allting nu, tack så mycket för din hjälp!
Lugnish.
När vi hade elektromagnetism på gymnasiet hade jag en annan strategi för att bestämma magnetfältsriktningar och så vidare, som inte kräver några minnesregler för kryssprodukter (vilket högerhandsregeln är). Tricket är att komma ihåg att om magnetfältet pekar in i pappret och en elektron rör sig i detta rakt åt höger, då kommer kraften peka nedåt.
Därefter kan man justera för alla möjliga situationer man kan stöta på.
Låter bara som en krångligare högerhandsregel, men funkar det så funkar det.
Tack för förslaget. Låter lite krångligare tycker jag, men jag förstår principen bakom högerhandsregeln rätt så bra nu :)
