ускоритель элементарных частиц, и закон сохранения энергии. Опции

[yrbis]

Всем привет. Возможно туплю, но не понимаю такой вещи.
Протон влетает в постоянное магнитное поле, направленное перпендикулярно его движению, на него начинает действовать сила Лоренца, к начальной скорости, к вектору, добавляется составляющая, направленная под 90 градусов относительно начальной скорости. Модуль вектора скорости увеличивается, процесс повторяется, протон раскручивается, ускоряется, и покедая магнитное поле, вылетает с бОльшей скоростью, чем влетал. Откуда берётся дополнительная энергия!!? Если скорость сопоставима со скоростью света, можно наверное говорить об изменении массы, и тем самым убрать противоречее, но если скорости не высоки, то откуда берётся энергия?

[Tanya]

Всем привет. Возможно туплю, но не понимаю такой вещи.
Протон влетает в постоянное магнитное поле,
.......... но если скорости не высоки, то откуда берётся энергия?

В постоянном магнитном поле энергия сохраняется, так как сила Лоренца перпендикулярна скорости (скалярное произведение силы на скорость равно нулю).

[yrbis]

и чего из этого следует?

[Tanya]

и чего из этого следует?

То, что вектор скорости только поворачивается, не изменяясь по модулю.

[yrbis]

Как это не изменяется!!? сила лоренца вызывает ускорение направленное в том же направлении, а вслед за ускорением скорость. Магнетрон не так разве работает?

[Tanya]

Как это не изменяется!!? сила лоренца вызывает ускорение направленное в том же направлении, а вслед за ускорением скорость. Магнетрон не так разве работает?

Сила Лоренца - векторное произведение скорости на поле - перпендикулярна и тому и другому. Это везде написано, не я выдумала.

[yrbis]

Так я с этим не спорю! Не вижу как из этого следует " что вектор скорости только поворачивается, не изменяясь по модулю."

[thermit]

yrbis:
Магнетрон не так разве работает?

http://ru.wikipedia.org/wiki/Магнетрон (СВЧ генератор) точно работает не так. Вы его с ускорителем частиц не спутали? Да и в ускорителях магнитное поле используется только для изменения траектории частиц (чтоб по кольцу бегали) без изменения их энергии. Разгоняют частицы электрическими или электромагнитными полями.

Сообщение отредактировал thermit - Jan 26 2010, 16:36

[yrbis]

2 2 Tanya:

Влетая в поле протон не повернётся ни на градус до тех пор, пока в векторе скорости не появится составляющая сонаправленная с силой лоренца. Если его смещает влево это значит появляется составляющая направленная влево. а если есть составляющая то их сумма больше исходной скорости.

thermit:
возможно спутал, )ушёл думать...

[EUrry]

Если его смещает влево это значит появляется составляющая направленная влево. а если есть составляющая то их сумма больше исходной скорости.

Сумма как раз и остается постоянной, а компоненты изменяются. Математически Вам уже это выше пояснили.
Магнитное поле действует только на движущиеся заряды. Если бы оно передавало энергию заряду, то оно действовало бы и на покоящиеся заряды, ускоряя их. Посмотрите еще раз математическое выражение силы Лоренца - туда входит скорость, а если она нулевая, то...

Сообщение отредактировал EUrry - Jan 26 2010, 17:00

[Dima_G]

Сумма как раз и остается постоянной, а компоненты изменяются. Математически Вам уже это выше пояснили.

Мало того, его скорость будет уменьшаться, за счет излучения

[Tanya]

Да и в ускорителях магнитное поле используется только для изменения траектории частиц (чтоб по кольцу бегали) без изменения их энергии. Разгоняют частицы электрическими или электромагнитными полями.

Есть такой ускоритель - бетатрон. Там магнитное (нарастающее) поле и удерживает и ускоряет. Ускоряет, естественно, за счет возникновения при этом электрического поля.

[proxi]

а протон это что... на него действует сила Лоренса? протон больше и тяжелей электрона и положительно заряженная частица ...а из чего протоны состоят?
1,6×10^33 лет для распада в позитрон и нейтральный пион...

[DRUID3]

...а из чего протоны состоят?

По последним сведениям(уже официальным) - таки из кварков...

[Anga]

2 2 Tanya:

Влетая в поле протон не повернётся ни на градус до тех пор, пока в векторе скорости не появится составляющая сонаправленная с силой лоренца. Если его смещает влево это значит появляется составляющая направленная влево. а если есть составляющая то их сумма больше исходной скорости.

Действительно, составляющая скорости "влево" растет, но как раз благодаря ей появляется составляющая силы Лоренца, направленная назад, которая уменьшает продольную составляющую скорости (которая "вперед"). В итоге модуль скорости остается постоянным