Ускорение в направлении траектории

Существует много различных типов масс-спектрометров. Детали конструкции и относительные достоинства различных типов приборов описаны в литературе [1—7]. Большинство основных принципов масс-спектрометрии можно продемонстрировать, описав принцип действия простого масс-спектрометра, изображенного на рис. 16.1. Образец, находящийся в емкости, вводится через отверстие, входит в ионный источник а и проходит через электронный пучок в точке в, пучок обозначен штриховой линией. При взаимодействии образца с электронами, имеющими достаточную энергию, образуются положительные ионы, движущиеся по направлению к ускоряющим пластинам гид, поскольку между задней стенкой (напускной щелью) и передней стенкой этого устройства существует небольшая разность потенциалов. Отрицательные ионы притягиваются задней стенкой, которая заряжена положительно относительно передней стенки, и разряжаются на ней. Положительные ионы проходят через пластины гид, ускоряются под действием большой разности потенциалов (несколько тысяч вольт) между этими пластинами и покидают ионный источник через отверстие б. Заряженные ионы движутся по круговой орбите под влиянием магнитного поля. Полуокружность, помеченная е, есть траектория движения ускоренного иона в магнитном поле напряженности Н. Радиус полуокружности г зависит от следующих параметров 1) ускоряющего потенциала V(т. е. от разности потенциалов между ускоряющими пластинами г и (3), 2) массы иона т, 3) заряда иона е и 4) напряженности магнитного поля Н. Связь между этими параметрами выражается уравнением [c.313]

Ускорение в направлении траектории [c.108]

Рассмотренные схемы лопастных турбомашин (насосов и турбин) показывают, что основная их функция— преобразование энергии осуществляется за счет прохождения потока жидкости через вращающуюся решетку лопастей рабочего колеса. Отсюда следует, что одним из основных факторов, характеризующих работу турбомашины, является структура потока, определяющаяся взаимодействием между жидкостью и лопастями рабочего колеса. Существенное значение имеют кинематические показатели величины и направления скоростей, ускорения, формы траекторий движения (линии тока). [c.40]

Основные соотношения для движения с постоянным ускорением в направлении траектории [c.109]

По определению среднего ускорения в направлении траектории [c.110]

Это соотношение связывает пройденный путь 5, начальную скорость VQ, ускорение а-с в направлении траектории и промежуток времени t. [c.112]

Что такое ускорение в направлении траектории и в каких единицах оно измеряется [c.121]

Полное ускорение а точки при криволинейном движении найдем суммированием составляющей вектора в направлении траектории а, и составляющей вектора в нормальном [c.129]

Ускорение в направлении траектории й, (касательное ускорение) изменяет только величину скорости точки, а нормальное ускорение а (центростремительное ускорение) — только ее направление. В соответствии с направлением вектора нормального ускорения Дн вектор полного ускорения а направлен внутрь траектории. Если полное ускорение Д будет направлено от нормали в направлении движения (рис. 97, а), то абсолютная величина скорости [c.130]

В заключение отметим, что прямолинейное движение точки, как равномерное, так и неравномерное, является частным случаем криволинейного движения. Это хорошо видно на примере движения точки по окружности. Если бесконечно увеличивать радиус окружности, то траектория точки будет приближаться к прямой на все большем участке. При увеличении радиуса вектор нормального ускорения уменьшается и в пределе станет равным нулю. Останется только ускорение в направлении траектории, которая превратится в прямую линию. [c.133]

Но с точки зрения классической физики модель Резерфорда не могла быть устойчивой, так как движение электрона по круговой орбите есть движение с ускорением (направленным к центру вращения), а ускоренное движение электрического заряда сопровождается излучением и постепенной потерей энергии. Электрон, растратив энергию на излучение, должен быстро упасть на ядро, двигаясь по спиральной траектории. [c.75]

Буровой раствор поступает через точку, расположенную в центре корпуса. Частицы раствора, коснувшись стержней первого от центра ряда, получают соответствующую этому ряду скорость и выбрасываются с траектории этого ряда стержней. Частица, имея направление движения одинаковое с вектором скорости стержня, от которого она получила ускорение, пересекает траекторию второго ряда стержней, движущихся в противоположном направлении. Получая мощный удар от стержней второго ряда, частица отскакивает от него и, меняя вектор скорости, выбрасывается с траектории второго ряда на траекторию третьего ряда и Т.Д. (рис. 2). Такие попеременно противоположные движения [c.31]

Элементарные процессы в плазме. Движение электрически заряженных частиц в плазме отличается от движения нейтральных частиц в газах. В обычном газе отдельная частица между двумя последовательными столкновениями движется с определенной постоянной скоростью, акт соударения можно представить как столкновение жестких шаров, путь отдельной частицы — ломаная зигзагообразная линия. При соударении нейтральных частиц направление движения и скорость меняются резко. В плазме заряженные частицы движутся под действием электрических полей ускоренно и замедленно. Ускоренное движение периодически заменяется замедленным, а замедленное — ускоренным. Траектория движения, как правило, — сложная зигзагообразная кривая, не содержащая прямолинейных участков. Плазма характеризуется большим числом разновидностей взаимодействий и соударений. Типичными взаимодействиями — соударениями являются нейтральная частица — нейтральная частица, ион — нейтральная частица, электрон — нейтральная частица, электрон — электрон, ион — ион. Взаимодействие заряженных частиц отличается от взаимодействия нейтральных атомов и молекул большим радиусом действия и коллективным характером. Каждый из перечисленных видов взаимодействий вносит свой индивидуальный вклад в физико-химические характеристики плазмы. Их строгий учет сталкивается с большими трудностями. [c.248]

Распространенным способом очистки жидкости от взвешенных в ней частиц является осаждение частиц на различных препятствиях (коллекторах) при обтекании их жидкостью. Коллекторами могут служить более крупные частицы, фильтры, пористые среды, сетки и другие препятствия. Осаждающиеся на препятствиях частицы образуют слой твердого осадка. Следует заметить, что, как правило, размер частиц не превосходит линейного размера элементов коллектора, поэтому захват частиц препятствием имеет пе просто геометрический характер, но определяется характером обтекания потоком препятствий и силами молекулярного и электростатического взаимодействия частиц с коллектором. Эти силы действуют, если частицы находятся достаточно близко к поверхности коллектора, поэтому важно знать вид траекторий частиц в потоке несущей жидкости. Следуя [60], ограничимся случаем медленного обтекания суспензией коллектора, при условии малости размера частиц по сравнению с линейным размером элементов коллектора. В настоящем разделе будут рассмотрены два основных механизма захвата частиц препятствием броуновская диффузия очень маленьких частиц (а<1 мкм). Последний процесс не носит диффузионный характер. Из-за малости частиц его можно считать безынерционным и рассматривать как геометрическое столкновение с препятствием благодаря тому, что траектории частиц, совпадающих с линиями тока жидкости, пересекут препятствие. Заметим, что подобное представление годится для частиц, плотность которых мало отличается от плотности жидкости. Если рассматривается аналогичная задача о течении газа с взвешенными в нем твердыми частицами, то большая разность плотностей частиц и газа приводит к возможности движения частиц относительно газа, т. е. к необходимости учитывать инерцию частиц, особенно вблизи препятствий, поскольку там частицы тормозятся, изменяют направление и обладают значительными отрицательными ускорениями. Такой механизм столкновения частиц с препятствием или между собой в работе [51] назван инерционным. [c.221]

Центрифуги применяются для разделения неоднородных жидких систем путем осаждения или фильтрования. Благодаря тому, что оба процесса протекают в результате воздействия мощного поля центробежных сил, их скорость значительно выше, чем в случае действия поля тяжести. При движении тела вокруг непо движной оси с постоянной угловой скоростью оно испытывает ускорение, возникающее от изменения направления скорости тела и характеризующее отклонение движения от прямолинейного. Это ускорение направлено по главной нормали траектории движения тела к центру вращения, почему его называют центростремительным. Последнее возникает под действием центростремительной силы, направленной аналогично центростремительному ускорению. На элемент жидкости, вращающейся вместе с сосудом, также действует центростремительное ускорение. Вращающуюся вместе с сосудом жидкость можно рассматривать как находящуюся в относительном покое. Пользуясь системой координат, связанной с сосудом, можно ввести центробежную силу инерции, равную по величине центростремительной силе, но направленную в противоположную сторону. Эта сила вызывает осаждение взвешенных в жидкости частиц или фильтрование жидкости через пористый слой осадка, находящегося внутри перфорированного вращающегося сосуда. [c.209]

Анализатор. Ионы, ускоренные в электрическом поле источника, выходят из него через щель в виде сформированного ионного пучка с углом расходимости 2а. Попадая в магнитное поле Н секторной формы, направленное перпендикулярно к плоскости чертежа (рис. 6), ионы различной массы движутся по круговым траекториям различного радиуса, отклоняясь от первоначального направления. При надлежащей форме границ поля, взаимном расположении поля и выходной щели а (объект) ионы одной и той же массы фокусируются [c.21]

Обратите внимание на полученный существенно новый, очень важный результат вектор ускорения не обязательно направлен по траектории. Направление вектора ускорения совпадает с направлением вектора изменения скорости Ду, [c.127]

Как и в линейном ускорителе, в циклотроне применяется многократное ускорение высокочастотным (ВЧ) полем. Однако благодаря наложению магнитного поля ионы движутся не вдоль прямой трубы, а по спиральной траектории, состоящей из целой серии полуокружностей возрастающего радиуса. Принцип действия циклотрона иллюстрируется на рис. 81. Ионы образуются в дуговом разряде ионного источника Р, расположенного вблизи центра зазора между двумя полыми полукруглыми электродами АжВ, которые называются дуантами . Дуанты заключаются в вакуумную камеру, которая располагается между круглыми полюсными наконечниками электромагнита и к которой подключается необходимая система вакуумных насосов. На дуанты подается высокочастотное напряжение от специального ВЧ-генератора. Выходящие из источника положительные ионы начинают ускоряться в направлении дуанта, который в этот момент [c.356]

Ускорение йг в данный момент времени всегда совпадает с направлением касательной к траектории, поэтому его называют касательным или тангенциальным ускорением. [c.129]

Направление вектора совпадает с направлением изменения скорости АОн за очень маленький промежуток времени А/. Вектор Аун всегда направлен перпендикулярно к направлению скорости, т. е. перпендикулярно касательной к траектории. Поэтому составляющая вектора ускорения Дн изменяет только направление вектора скорости и и не изменяет его величины. [c.129]

Линию, перпендикулярную касательной к кривой и проведенную через точку касания, в математике называют нормалью. Составляющую Д вектора ускорения называют нормальным ускорением. Иногда вектор Дн называется центростремительным ускорением. Этот термин тоже хорошо отражает физическую сущность ускорения Дн. Так как вектор скорости совпадает по направлению с касательной к траектории движения, то нормальная составляющая ускорения всегда должна быть направлена в ту сторону, куда поворачивается касательная, т. е. внутрь Траектории. С этой стороны траектории находится точка О — центр, из которого можно провести дугу, практически совпадающую с траекторией на очень маленьком участке в окрестности точки М (рис. 96). [c.129]

На рис. 98 показаны траектория такого движения и ряд векторов скорости V, соответствующих последовательным равным промежуткам времени. Все векторы скорости имеют одинаковую величину (их длина постоянна), но разное направление. Всякий раз, когда точка, двигаясь с постоянной скоростью, описывает окружность, вектор скорости V равномерно поворачивается на 360°. Так как величина скорости не изменяется, то касательное ускорение отсутствует Дт = 0. Нормальное ускорение Дн в каждый момент времени направлено перпендикулярно касательной к траектории и, следовательно, всегда проходит по радиусу через [c.130]

Как определить величину и направление ускорения точки, движущейся по криволинейной траектории [c.133]

Рассмотрим теперь траекторию ионов в циклотроне. Пройдя половину окружности, ион попадает в электрическое поле между дуантами, частота которого подобрана таким образом, что за время движения иона внутри дуанта поле меняет свое направление точнее говоря, период электрического поля равен периоду кругового движения иона поэтому ионы повторно ускоряются полем между дуантами (рис. 77). Покажем, что многократное ускорение при этом действительно возможно. [c.141]

После ускорения в электрическом поле ионы под прямым углом пересекают магнитное поле напряженностью Я, подвергаясь, таким образом, действию силы Неь, направленной перпендикулярно движению иона. Поэтому траекторией движения ионов будет окружность радиуса г. [c.280]

Наличие механического взаимодействия частиц в потоке значительно меняет представления о механизме гравитационной классификации. Это взаимодействие приводит к постоянному перераспределению скоростей движения различных классов крупности в результате замедления мелких частиц и ускорения более крупных в направлении движения среды, способствует изменению траекторий движения отдельных частиц, увеличивая радиальную составляющую скорости. Все это отражает- [c.95]

Ядерные лаборатории, выполняющие экспериментальные работы с ускоренными частицами высоких энергий, используют электромагнитные устройства различного назначения и конструкционного исполнения для направления, фокусирования и анализирования потока частиц и удержания их на заданных траекториях. При этом полимерные материалы применяют для нанесения изоляции на отдельные проводники, получения межслойной изоляции или изоляции плоских катушек, корпусной изоляции, изготовления систем подвода охлаждающей воды к катушкам, механического закрепления катушек, заполнения р промежутков в сердечниках, изоляции листов сердечников I и т. д. [c.154]

Ускорители заряженных частиц - устройства, ускоряющие электроны или ионы в электрич. поле (магн, поле м, б, использовано для управления потоком заряженных частиц). Различают два осн. конструкционных типа ускорителей линейные, в к-рых заряженные частицы движутся прямолинейно, и циклические, в к-рых движение идет по круговой траектории. По типу ускоряющего электрич. поля ускорители делят на высоковольтные, в к-рых направление электрич, поля во время ускорения ие меняется, и резонансные, в к-рых непрерывное ускорение достигается за счет того, что заряженная частица находится в ускоряющей фазе переменного высокочастотного электрич. поля, В циклич. ускорителях (циклотрон, синхротрон, синхрофазотрон и др,) требуемая энергия достигается при многократном прохождении ускоряемой частицы по окружности аппарата, в линейных (линейный индукц. ускоритель, линейный резонансный ускоритель и др.)-за счет приложения высокочастотного электрич. поля к линейной периодич. системе электродов. Осн. элементы ускорителя-высоковольтный генератор, источник заряженных частиц (ионный источник) и система, в к-рой производится ускорение, В резонансных ускорителях процесс накопления частицей энергии происходит за определенное время, зависящее от требуемой энергии и типа ускоряемых частиц, поэтому они работают в импульсном режиме, Нек-рые типы высоковольтных ускорителей (напр., каскадный ускоритель) могут использовать- [c.255]

Вынесенный вибратор через раму передает шарам в барабане мельницы сложные пространственные вибрации в трех направлениях по трехосной системе координат при перемеш ении всей массы шаров по круговой траектории. Шары ударяются друг о друга, создавая усиленное поле воздействия на материал с энергонапряженностью до 50-100 g (ускорений силы тяжести). Такая интенсивность воздействия на материал позволяет получать крупность помола до 1-5 мкм при большой энергии вновь образованной поверхности. Одновременно протекают механохимические реакции, что позволяет проводить в мельнице плакирование, синтез разных продуктов, дисперсное упрочнение, механическое легирование и т. п. (подробнее см. в 8.4.3). [c.814]

Мэе [2]. На рис. 4 показано такого рода устройство, дающее электроны с энергиями, распределенными в некоторой области, с максимумом в районе 1 Мэе. Оба этих устройства широко используются при облучении полимеров. Частицы с еще большими энергиями можно получить повторным ускорением потока электронов при прохождении через ряд относительно малых разностей потенциалов такое устройство сравнительно несложно и не связано с решением трудных проблем изоляции. В линейном ускорителе электроны движутся по прямым линиям сквозь ряд электродов, потенциал которых меняет знак при прохождении частиц. В настоящее время промышленностью производятся линейные ускорители с энергией пучка до 24 Мэе. В циклотроне [3] применен тот же основной принцип, но частицы движутся по спиральной траектории под действием сильного магнитного поля и многократно ускоряются при помощи единственной пары электродов, на которую подается переменный потенциал. Полный поток электронов, который можно получить от таких ускорительных устройств, очень велик и соответствует обычно 50— 100 мегафэр/мин (см. стр. 47) это значительно превосходит потоки, которые можно получить от любого радиоактивного источника практически осуществимых размеров. Ускорители обладают тем преимуществом, что весь поток может быть сосредоточен в одном направлении. Поэтому большинство исследований по воздействию электронов большой энергии на полимеры было выполнено при помощи ускорителей, а не с естественным [З-излучением. [c.26]

Синхротронное излучение, возникающее при отклонении пучка электронов высокой энергии в магнитном поле, является самым мощным перестраиваемым источником света в верхней ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра. Конечно, оно постоянно возникает в синхротроне, представляющем собой установку, в которой при проведении исследований по физике элементарных частиц электроны ускоряются до очень больших энергий. Чтобы достичь таких высоких энергий электроны приходится многократно прогонять через зону ускоряющего напряжения. Такая операция называется рециркуляцией, и для ее осуществления необходимо изменять траекторию электронов, что осуществляется с помощью четрыех последовательно установленных отклоняющих магнитов, в каждом из которых пучок электронов поворачивается на 90°. Ускорение, которое необходимо для изменения направления, вызывает интенсивное излучение во всем спектральном диапазоне — от ближней ИК-области до рентгеновской. Совсем еще недавно это излучение сильно раздражало ученых, считавших его бесполезной потерей энергии. [c.214]

Приборы с анализатором, использующим принцип магнитного секторного поля, относятся к числу наиболее часто применяемых аналитических масс-спектрометров. Ионы, образующиеся в ионном источнике, получив ускорение в поле с разностью потенциалов Ууск, попадают в однородное магнитное поле напряженностью Нм, силовые линии которого направлены перпендикулярно направлению полета ионов. При постоянной скорости движения траектории полета ионов будут искривляться с различными радиусами кривизны отклонения Готкл в зависимости от величины отношения массы к заряду т/г при сохранении равновесия между отклоняющей силой Лоренца и центробежной силой. [c.289]

В центробежном вентиляторе частицы воздуха, разгоняясь на лопатках колеса, получают и ускорение и скорость, направленные но радиусу от центра врапцения под действием центробежной силы, и уже в нагнетательном трубопроводе изменяют направление своего движения по заданной траектории (трубой или вентиляционным каналом), а в осевом вентиляторе скорость частиц воздуха имеет направление, параллельное оси вала вентилятора, на который насажено рабочее колесо, имеющее четыре (реже [c.102]

Из уравнения видно, что траектория движения электростаби-лизировапной частицы нефтепродукта в электромагнитном поле описанной выше конфигурации в условиях потока представляет собой прямую, тангенс угла наклона которой к направлению потока эмульсии tga = ylx=qBI(бщьЯ). Отсюда следует, что полученная формула аналогична формуле (47), а следовательно, по тем же соображениям предположение о возможности использования силы Лоренца для ускорения процесса отделения капель нефти в условиях потока также должно быть отвергнуто. [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология