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?

[yrbis]

Это имхо, правильная мысль. Энергия электрического поля конденсатора, образованного пластинами анода и катода, расходуется на разгон электронов. Другими словами - Ваш конденсатор разряжается , но не во внутренней цепи а во внешней. Не было бы батареи - поле ослабевало бы (конденсатор разряжался ) На его подзаряд и требуется энергия батарейки. Это процесс быстро прекратится, если не принимать дополнительных мер.

Чтобы электроны двигались условно "вечно" и улетали от вашей схемы , необходимо чтобы они не испытывали тормозящего действия поля , после выхода из области разгона.
Для этого потенциал "анода" одновременнно с потенциалом катода не должен со временем повышаться (система, систематически теряющая заряд, повышает свой потенциал в пространстве или по отношению к окружению). А это потребует "внешнего" источника энергиии , в котором будет существовать ваш ток электронов в замкнутом контуре.

Ага, т.е. анод-катод рассматриваем, как конденсатор на обкладках которого скажем + и - Q/2, энергия в такой штуке равна Q*Q/2*C. Электрон, оторвавшись от катода, отбирает от него свой заряд "e" и тем самым уменьшает энергию конденсатора и именно эта энергия идёт на ускорение этого электрона. Если электроны летят непосредственно к аноду, то к уменьшению заряда катода (по модулю) прибавляется уменьшение заряда анода, на ту же величину "e" и если источник способен отдать необходимый ток, то он скомпенсирует это уменьшение. Если подать магнитное поле и отклонить электроны в сторону от анода, то вскоре заряды на катоде кончатся и эмиссия прекратится, а улетевшие электроны будут обладать энергией равной разнице между энергией конденсатора с зарядом +/-(Q/2) и энергией конденсатора с зарядом (+Q/2)/"0".
Здорово!) вроде всё сходится =)
Токо не совсем понятно, как будет вести себя батарейка. По сути этот девайс стремится сохранить разность потенциалов между обкладками, на скоко позволяет ей ток. А тут, при подачи магнитного поля и улёта электронов с катода, один из потенциалов вдруг начинает уменьшаться по модулю, поидее она должна начать поднимать потенциал анода! отбирая от него электроны. И получается, что когда потенциал катода с некоторого отрицательного значения за счёт эмиссии "мимо анода" поднимится до "0", то собственно потенциал анода поднимится ровно на тоже значение и вроде бы эмиссия - то может продолжаться тогда и дальше!(?)

[тау]

Токо не совсем понятно, как будет вести себя батарейка. По сути этот девайс стремится сохранить разность потенциалов между обкладками, на скоко позволяет ей ток. А тут, при подачи магнитного поля и улёта электронов с катода, один из потенциалов вдруг начинает уменьшаться по модулю, поидее она должна начать поднимать потенциал анода! отбирая от него электроны. И получается, что когда потенциал катода с некоторого отрицательного значения за счёт эмиссии "мимо анода" поднимится до "0", то собственно потенциал анода поднимится ровно на тоже значение и вроде бы эмиссия - то может продолжаться тогда и дальше!(?)

До тех пор пока средний потенциал катода с анодом не превысит энергию первых испущенных электронов ( в электрон-вольтах понятнее ) . А как только превысит - первые и все последующие электроны сообразят " а куда это мы летим от системы имеющей положительный заряд в пространстве, не пора ли вернуться ? Что-то сильно тянет нас обратно . И вот, эти электроны повернут назад , и начнут роиться вокруг вашего диода как рой неправильных пчел и искать дырочку , чтобы осесть на аноде диода (ну не на катоде -же , у которго потенциал ниже ) . Если дырочку не найдут ( вы например их чем-то отгоняете) , то создадут пространственный заряд вокруг Вашей схемы, с направлением эл поля таким, чтобы у других электронов никакой мотивации лететь мимо анода не возникало. Цепь замкнется, по-любому.