Альфа-частица пройдя некоторую ускоряющую разность потенциалов
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Альфа-частица, пройдя некоторую ускоряющую разность потенциалов, стала двигаться в однородном магнитном поле с индукцией 50 мТл по винтовой линии с шагом 5 см и радиусом 1 см. Вычислите ускоряющую разность потенциалов, которую прошла альфа-частица.
Дано:
В = 50 мТл = 0,05 Тл
h = 5 см = 0,05 м
R = 1 см = 0,01 м
Найти:
U ― ?
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Заряд α-частицы равен 2е, где е ― элементарный заряд. α-частица, прошедшая разность потенциалов U, приобретает энергию Т = 2еU. Эта энергия превращается в кинетическую. Её можно записать в виде
Т = mv2/2,
Из закона сохранения энергии получаем, что потенциальная энергия электрона 2eU проходящего через разность потенциалов U должна равняться кинетической энергии, то есть T=W, или
2еU = mv2/2,
откуда
U = mv2/(4е),(1)
где m ― масса α-частицы
.
Пусть α-частица влетела под углом φ к направлению вектора B магнитной индукции. Разложим вектор v скорости на составляющие vτ и vn. За счёт составляющей vτ α-частица проходит путь h за время Δt. За это же время за счёт составляющей vn скорости α-частица проходит круг радиусом R:
2πR = vnΔt,
h = vτΔt;
tgφ = vn/vτ = 2πR/h(2)
Рассмотрим движение частицы как сложное, состоящее из прямолинейного движения с постоянной скоростью vτ и движения по окружности радиусом R со скоростью vn