Протон в однородном магнитном поле с напряженностью Н = 2 кА/м движется по окружности со скоростью υ = 5·106 м/c. Найти магнитный момент эквивалентного кругового тока, создаваемого движением протона. Масса протна m = 1,67·10-27 кг. Ответ запишите в пА·м2 с точностью до десятых.
Для нахождения магнитного момента эквивалентного кругового тока используем формулу:
μ = IπR²,
где μ - магнитный момент, I - сила тока, создаваемого движением протона, R - радиус окружности, по которой движется протон.
Сначала найдем радиус окружности:
Fмаг = qυB,
где Fмаг - магнитная сила, q - заряд протона, υ - скорость протона, В - напряженность магнитного поля.
Из этого уравнения найдем радиус R:
qυB = mv²/R,
R = mv/qB.
Зная массу протона, его заряд и скорость, подставим значения:
R = 1,67⋅10−27кг<em>5⋅106м/c1,67·10^-27 кг <em> 5·10^6 м/c1,67⋅10−27кг<em>5⋅106м/c / 1,6⋅10−19Кл</em>2кА/м1,6·10^-19 Кл </em> 2 кА/м1,6⋅10−19Кл</em>2кА/м ≈ 0,521 м.
Теперь найдем магнитный момент:
I = qυ/2πR2πR2πR,
μ = qυ/(2πR)qυ/(2πR)qυ/(2πR) * πR² = qυR/2.
Подставляем значения и получаем:
μ = 1,6⋅10−19Кл<em>5⋅106м/c</em>0,521м1,6·10^-19 Кл <em> 5·10^6 м/c </em> 0,521 м1,6⋅10−19Кл<em>5⋅106м/c</em>0,521м / 2 ≈ 4,16·10^-14 пА·м².
Ответ: 4,16·10^-14 пА·м².