Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 220 В, влетает в однородное магнитное поле с индукцией B = 0.5 Тл под углом a = 30°. Найдите радиус r и шаг винтовой линии h.m = 9.1 • 10^-31 кгe = 1.6 • 10^-19 Кл
Для нахождения радиуса r и шага винтовой линии h воспользуемся уравнением движения заряда в магнитном поле:
F = qvBsinα = mv^2/r
где F - центростремительная сила, q - заряд электрона, v - скорость электрона, B - индукция магнитного поля, α - угол между скоростью электрона и направлением магнитного поля, m - масса электрона, r - радиус окружности, по которой движется электрон.
Из уравнения движения можно выразить скорость электрона:
qvBsinα = mv^2/r v = qBr/m*sinα
Подставим данные и найдем скорость:
v = (1.6 10^-19 Кл 0.5 Тл sin30°) / (9.1 10^-31 кг) v = (0.8 10^-19) / (9.1 10^-31) v ≈ 87.91 * 10^3 м/с
Теперь найдем радиус окружности r:
mv = qvBr/r r = mv/(qB) r = (9.1 10^-31 кг 87.91 10^3 м/с) / (1.6 10^-19 Кл 0.5 Тл) r = (8.002 10^-27) / (0.8 * 10^-19) r = 10^-8 м = 0.1 мм
Теперь найдем шаг винтовой линии h:
h = 2 π r sin(α) h = 2 π 0.1 мм sin(30°) h = 2 π 0.1 мм 0.5 h = 0.1 π * 0.1 мм h = 0.0314 мм
Итак, радиус радиус окружности, по которой движется электрон, составляет 0.1 мм, а шаг винтовой линии равен 0.0314 мм.
Для нахождения радиуса r и шага винтовой линии h воспользуемся уравнением движения заряда в магнитном поле:
F = qvBsinα = mv^2/r
где F - центростремительная сила, q - заряд электрона, v - скорость электрона, B - индукция магнитного поля, α - угол между скоростью электрона и направлением магнитного поля, m - масса электрона, r - радиус окружности, по которой движется электрон.
Из уравнения движения можно выразить скорость электрона:
qvBsinα = mv^2/r
v = qBr/m*sinα
Подставим данные и найдем скорость:
v = (1.6 10^-19 Кл 0.5 Тл sin30°) / (9.1 10^-31 кг)
v = (0.8 10^-19) / (9.1 10^-31)
v ≈ 87.91 * 10^3 м/с
Теперь найдем радиус окружности r:
mv = qvBr/r
r = mv/(qB)
r = (9.1 10^-31 кг 87.91 10^3 м/с) / (1.6 10^-19 Кл 0.5 Тл)
r = (8.002 10^-27) / (0.8 * 10^-19)
r = 10^-8 м = 0.1 мм
Теперь найдем шаг винтовой линии h:
h = 2 π r sin(α)
h = 2 π 0.1 мм sin(30°)
h = 2 π 0.1 мм 0.5
h = 0.1 π * 0.1 мм
h = 0.0314 мм
Итак, радиус радиус окружности, по которой движется электрон, составляет 0.1 мм, а шаг винтовой линии равен 0.0314 мм.