آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
ذرهٔ باردار در میدان؛ سرعت چه تغییری می‌ده؟
وقتی سرعت ذره عمود بر میدان مغناطیسی باشه، مسیرش دایره‌ای می‌شه. سرعت بیشتر شعاع رو بزرگتر می‌کنه، اما دورهٔ یک دور کامل به سرعت وابسته نیست؛ این سه تنظیم رو جدا امتحان کن.
آزمایش رو شروع کندر تنظیم آغازین، برچسب شکل شعاع رو حدود ۰٫۰۶ نانومتر نشون می‌ده و دوره حدود ۰٫۰۷ نانوثانیه‌ست. کارت شعاع واحد متر رو اشتباه نوشته؛ عددش رو متری نخون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
سرعت رو دو برابر کن
میدان رو روی ۱ تسلا و جرم رو روی ۲ نگه دار. سرعت رو از ۵ به ۱۰ متر بر ثانیه برسون.
حدست چیه؟ با دو برابر شدن سرعت، شعاع و دوره هر دو دو برابر می‌شن؟
توضیح نتیجه رو ببین
شعاع محاسبه‌شده از حدود ۰٫۰۵۷ به ۰٫۱۱۴ نانومتر می‌رسه؛ دوره نزدیک ۰٫۰۷۱ نانوثانیه می‌مونه. کارت شعاع عدد اول رو با واحد متر نوشته، اما برچسب کنار مدار نانومتر رو نشون می‌ده.
شدت میدان رو نصف کن
سرعت رو روی ۵ متر بر ثانیه و جرم رو روی ۲ نگه دار. میدان رو از ۱ به ۰٫۵ تسلا کم کن.
حدست چیه؟ میدان ضعیف‌تر مدار رو بزرگتر می‌کنه یا کوچیک‌تر؟ دوره چی می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
شعاع از حدود ۰٫۰۵۷ به ۰٫۱۱۴ نانومتر و دوره از ۰٫۰۷۱ به ۰٫۱۴۳ نانوثانیه می‌رسه؛ هر دو با نصف شدن میدان دو برابر می‌شن.
جرم ورودی مدل رو دو برابر کن
سرعت رو روی ۵ متر بر ثانیه و میدان رو روی ۱ تسلا نگه دار. مقدار جرم رو از ۱ به ۲ برسون.
حدست چیه؟ در این مدل، جرم بیشتر روی شعاع و دوره چه اثری داره؟
توضیح نتیجه رو ببین
شعاع محاسبه‌شده از حدود ۰٫۰۲۸ به ۰٫۰۵۷ نانومتر و دوره از ۰٫۰۳۶ به ۰٫۰۷۱ نانوثانیه می‌رسه. این جرم، چند برابر جرم الکترونه؛ عددهای اسلایدر جرم اتمی نیستن.
پشت این حرکت چه خبره؟
شعاع با سرعت و جرم بیشتر می‌شه
r = m*v/(|q|*B)
برای حرکت عمود بر میدان، نیروی مغناطیسی مسیر ذره رو خم می‌کنه. سرعت یا جرم بیشتر شعاع رو زیاد می‌کنه؛ میدان قوی‌تر شعاع رو کم می‌کنه.
دوره به سرعت وابسته نیست
T = 2*pi*m/(|q|*B)
در میدان یکنواخت و برای بار و جرم ثابت، زیاد شدن سرعت باعث می‌شه ذره روی دایرهٔ بزرگ‌تری حرکت کنه، اما زمان یک دور کامل عوض نمی‌شه. در این نمونه‌ها دوره با نانوثانیه گفته شده.
جرم این مدل با جرم الکترون سنجیده می‌شه
m_model = mass_parameter*m_electron
محاسبه، مقدار جرم انتخابی رو در جرم الکترون ضرب می‌کنه؛ پس مقدار ۲ یعنی دو برابر جرم الکترون، نه ۲ واحد جرم اتمی. این با توضیح کوتاه کنترل که جرم اتمی می‌گه جور درنمی‌آد.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا زیاد شدن سرعت شعاع رو تغییر می‌ده ولی دوره رو نه؟
نیروی مغناطیسی به ذرهٔ متحرک، مسیرش رو خم می‌کنه. سرعت بیشتر به مدار شعاع بزرگ‌تری می‌ده؛ اما زمان یک دور کامل فقط به جرم، مقدار بار و شدت میدان بستگی داره، برای همین در این مدل با سرعت تغییر نمی‌کنه.
سؤال‌های رایج
اگر سرعت دو برابر بشه، چی عوض می‌شه؟
شعاع مدار دو برابر می‌شه، اما دوره ثابت می‌مونه؛ به شرط اینکه جرم، بار و میدان رو تغییر نداده باشی.
چرا میدان قوی‌تر شعاع رو کوچک‌تر می‌کنه؟
برای همون ذره و سرعت، میدان قوی‌تر نیروی مغناطیسی بیشتری وارد می‌کنه و مسیر رو تندتر خم می‌کنه؛ شعاع کوچک‌تر می‌شه.
عدد جرم کنترل یعنی جرم اتمی؟
نه؛ در محاسبه، این عدد در جرم الکترون ضرب می‌شه. پس مقدار ۲ یعنی دو برابر جرم الکترون، هرچند توضیح کوتاه شبیه‌سازی جرم اتمی رو گفته.
چرا واحد شعاع روی کارت با برچسب شکل فرق داره؟
عدد محاسبه‌شده در مقیاس نانومتره و شکل هم نانومتر رو نشون می‌ده؛ ولی کارت اشتباهی واحد متر رو کنارش می‌ذاره. مقدار کارت رو به‌عنوان متر تفسیر نکن.
دایرهٔ رسم‌شده اندازهٔ واقعی مدار رو نشون می‌ده؟
نه دقیقاً؛ اندازهٔ شکل برای جا شدن در صفحه محدود شده. برای روندها از عدد شعاع استفاده کن، با این توجه که واحد روی کارت اشتباهه و برچسب شکل مقیاس نانومتر رو درست می‌گه.