Ион имеющий массу m и заряд q влетает в однородное магнитное поле. Бесплатный доступ к контрольной работе

Реферат.Справочник
Контрольные работы по физике
Ион имеющий массу m и заряд q влетает в однородное магнитное поле

Ион имеющий массу m и заряд q влетает в однородное магнитное поле .pdf

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

Условие

Ион, имеющий массу m и заряд q, влетает в однородное магнитное поле под углом a к вектору . Величина скорости иона указана в таблице 1. Определить радиус R и шаг h винтовой линии, по которой будет двигаться ион. Найти период обращения Т иона, изобразить примерную траекторию движения иона. Как меняется со временем кинетическая энергия Екин и импульс иона? Дано: B=4,5 мТл=4,5⋅10-3 Тл v=1,2 кмс=1,2⋅103 мс α=700 q=+e=+1,6⋅10-19 Кл m=14 а. е. м=23,24⋅10-27 кг

Ответ

R=3,64 см; h=8,32 см; T=0,2 мс

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Покажем рисунок.
Движение иона по окружности радиуса R происходит со скоростью v⊥=vsinα, перпендикулярной силовым линиям поля. Вдоль силовых линий B частица движется со скоростью v‖=vcosα. При движении по окружности сила Лоренца FЛ уравновешивается центростремительной силой Fцс, то есть:
FЛ=eBv⊥=mv⊥2R
Отсюда радиус окружности:
R=mv⊥eB=mυsinαeB (1)
где α- угол между векторами v и B при влёте частицы в магнитное поле.
Период обращения электрона равен
T=2πRvsinα=2πmeB (2)
Одновременно электрон движется вдоль силовых линий поля со скоростью v‖=vcosα . При этом шаг винтовой линии равен расстоянию, проходимому электроном за время, равное периоду обращения, то есть:
h=v‖T=2πmvcosαeB (3)
Произведём вычисления по формулам (1), (2) и (3):
R=23,24∙10-27⋅1,2⋅103⋅sin7001,6∙10-19⋅4,5⋅10-3=3,64⋅10-2 м=3,64 см
h=2⋅3,14⋅23,24∙10-27⋅1,2⋅103⋅cos7001,6∙10-19⋅4,5⋅10-3=8,32⋅10-2=8,32 см
T=2⋅3,14⋅23,24∙10-271,6∙10-19⋅4,5⋅10-3=2,03⋅10-4 с=0,2 мс
Так как в процессе движения действующая на ион сила равна нулю, то скорость иона остаётся постоянной и, следовательно, кинетическая энергия Eкин и модуль импульса p иона также не меняются.
Ответ: R=3,64 см; h=8,32 см; T=0,2 мс

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу