Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 870 б
28 апреля 2023 08:41
473
Заряженная частица, прошедшая ускоряющее напряжение 2 кВ, движется в однородном магнитном поле с индукцией 15,1 мТл по окружности радиусом 1 см. Определить отношение заряда частицы к ее массе.
1
ответ
Для решения задачи воспользуемся формулой для радиуса орбиты частицы в однородном магнитном поле:
$$
r = \frac{mv}{qB},
$$
где $m$ - масса частицы, $v$ - скорость частицы, $q$ - заряд частицы, $B$ - индукция магнитного поля.
Из условия задачи известны $B$ и $r$. Найдем скорость частицы:
$$
v = \frac{qBr}{m}.
$$
Далее воспользуемся законом сохранения энергии:
$$
\frac{mv^2}{2} = eU,
$$
где $U$ - ускоряющее напряжение.
Из этого уравнения можно выразить скорость частицы:
$$
v = \sqrt{\frac{2eU}{m}}.
$$
Приравняв два выражения для скорости, получим:
$$
\frac{qBr}{m} = \sqrt{\frac{2eU}{m}}.
$$
Отсюда можно выразить отношение заряда к массе:
$$
\frac{q}{m} = \frac{\sqrt{2eU}}{Br}.
$$
Подставляем известные значения и получаем:
$$
\frac{q}{m} = \frac{\sqrt{2 \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 2 \cdot 10^3}}{1 \cdot 10^{-2} \cdot 15,1 \cdot 10^{-3}} \approx 1,76 \cdot 10^{11} \text{ Кл/кг}.
$$
Ответ: отношение заряда частицы к ее массе равно $1,76 \cdot 10^{11}$ Кл/кг.
$$
r = \frac{mv}{qB},
$$
где $m$ - масса частицы, $v$ - скорость частицы, $q$ - заряд частицы, $B$ - индукция магнитного поля.
Из условия задачи известны $B$ и $r$. Найдем скорость частицы:
$$
v = \frac{qBr}{m}.
$$
Далее воспользуемся законом сохранения энергии:
$$
\frac{mv^2}{2} = eU,
$$
где $U$ - ускоряющее напряжение.
Из этого уравнения можно выразить скорость частицы:
$$
v = \sqrt{\frac{2eU}{m}}.
$$
Приравняв два выражения для скорости, получим:
$$
\frac{qBr}{m} = \sqrt{\frac{2eU}{m}}.
$$
Отсюда можно выразить отношение заряда к массе:
$$
\frac{q}{m} = \frac{\sqrt{2eU}}{Br}.
$$
Подставляем известные значения и получаем:
$$
\frac{q}{m} = \frac{\sqrt{2 \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 2 \cdot 10^3}}{1 \cdot 10^{-2} \cdot 15,1 \cdot 10^{-3}} \approx 1,76 \cdot 10^{11} \text{ Кл/кг}.
$$
Ответ: отношение заряда частицы к ее массе равно $1,76 \cdot 10^{11}$ Кл/кг.
0
·
Хороший ответ
28 апреля 2023 08:54
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Математика
10 мм это сколько метров?...
Какой объем имеет объект, если он занимает 10 кубических сантиметров?...
Купили банан массой 250 грамм. Масса кожуры составляет две пятых этой массы. Вычислите массу съедобной части банана....
Каково количество часов и минут в 109 минутах?...
Решите уравнение х²+6х+13=0 Пожалуйста подробное решение...