Электрон влетает в пространство, где на него действуют два взаимно перпендикулярных магнитных поля с магнитными индукциями В1 = 1,7310-6 Тл и B2=2,3010-6 Тл. Начальная скорость электрона V равна 5105 м/с и перпендикулярна векторам В1 и В2. Определить траекторию движения электрона и период.
Дано:
В1 = 1,7310-6 Тл
B2=2,3010-6 Тл
v = 5105 м/с
m = 9,1110-31 кг
e= 1,610-19 Кл
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
T = 1,2410-5 с; траектория – окружность
Решение
По принципу суперпозиции магнитных полей, общая магнитная индукция B в пространстве есть векторная сумма магнитных индукций отдельных полей:
B=B1+B2.
Очевидно, что B лежит в плоскости, построенной на векторах B1 и B2. Так как скорость электрона перпендикулярна B1 и B2, то она перпендикулярна и B.
T – ?
По теореме Пифагора модуль вектора B:
B=B12+B22.
В дальнейшем будем рассматривать движение электрона в перпендикулярном его вектору скорости поле B
.
Так как по условию скорость электрона значительно меньше скорости света, то задачу будем решать в нерелятивистском приближении.
На электрон, влетевший в магнитное поле под углом 90° к линиям вектора магнитной индукции B, действует сила Лоренца, которая определяется по формуле векторного произведения:
Fл=-e[vB]
Отсюда видно, что эта сила все время перпендикулярна скорости электрона. Следовательно, ускорение электрона перпендикулярно скорости и имеет постоянную величину, вызывая движение электрона по окружности радиуса R с постоянной по модулю скоростью