Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов 300 В и. Бесплатный доступ к контрольной работе

Реферат.Справочник
Контрольные работы по физике
Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов 300 В и

Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов 300 В и .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов 300 В и, попав в однородное магнитное поле, стала двигаться по винтовой линии радиусом R 1 см и шагом 4 см. Определить магнитную индукцию В поля. Дано: U = 300 B R = 1 см = 0,01 м h = 4 см = 0,04 м Найти: В ― ?

Ответ

В = 0,3 Тл.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Пройдя ускоряющую разность потенциалов, частица приобрела кинетическую энергию:
Т=mv22=2eU
где 2е ― заряд α-частицы.
Скорость частицы:
v=2eU/m
Разложим скорость v на составляющие v1 вдоль поля В и v2 поперёк поля В. Вдоль поля частица движется равномерно и за период Т проходит путь h:
h = v1T.
Со скоростью v2 частица описывает круги радиуса R и за период проходит путь 2πR:
2πR = v2T.
Из этих уравнений исключим Т:
2πR=v2·h/v1
v2=2πRv1/h (1)
При движении по кругу на частицу действует сила
F=ma=mv22/R.
Это сила со стороны магнитного поля:
F=B·2ev2.
mv22/R=B·2ev2
v2=2eBR/m (2)
Приравняет правые части (1) и (2):
2πRv1h=2eBRm
v1=eBhπm
Подставим выражения для v, v1 и v2 в уравнение
v2=v12+v22.
4eUm=e2B2h2π2m2+4R2e2B2m2;
4eU⋅π2mπ2m2=e2B2h2π2m2+4π2R2e2B2π2m2;
4U⋅π2m=eB2h2+4π2R2eB2;
4Uπ2m=h2+4π2R2eB2;
B2=4Uπ2mh2+4π2R2e;
B=2πUmh2+4π2R2e,
где m = 6,64·10–27 кг ― масса α-частицы; е = 1,6·10–19 Кл ― заряд электрона.
B=2π300⋅6,64⋅10-270,042+4π2⋅0,012⋅1,6⋅10-19=0,3 Тл
Ответ: В = 0,3 Тл.

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу