Электрон движется в магнитном поле, с индукцией 0,1 Тл по окружности радиуса 1 мм. Определить силу, действующую на электрон со стороны поля, период обращения и кинетическую энергию электрона.
Для решения задачи воспользуемся формулой для силы Лоренца, действующей на заряженную частицу в магнитном поле:
F = qvB sin(α),
где F - сила, действующая на частицу, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля, α - угол между векторами скорости частицы и магнитной индукции.
Для электрона q = -e, где e - заряд элементарного электрона. Угол α = 90 градусов, так как движение электрона происходит по окружности.
F = evB.
Подставим известные данные: e = 1,6*10^-19 Кл, v = v = 2πR / T, где R - радиус окружности (1 мм = 0,001 м), T - период обращения электрона.
F = 1,610^-19 2π0,001 / T 0,1 = 3,2*10^-22 / T.
Так как F = ma (закон Ньютона), где m - масса электрона, а - ускорение, а также a = v² / R, где v - скорость электрона, то:
ma = evB, mv² / R = evB, m (2πR / T)² / R = evB, m = eB * (2πR / T)².
Подставим известные значения и найдем массу электрона:
m = 1,610^-190,1 (2π0,001 / T)².
Теперь найдем кинетическую энергию электрона:
E = (1/2)mv² = (1/2) m (2πR / T)².
Подставим значения и найдем кинетическую энергию электрона.
Для решения задачи воспользуемся формулой для силы Лоренца, действующей на заряженную частицу в магнитном поле:
F = qvB sin(α),
где F - сила, действующая на частицу,
q - заряд частицы,
v - скорость частицы,
B - индукция магнитного поля,
α - угол между векторами скорости частицы и магнитной индукции.
Для электрона q = -e, где e - заряд элементарного электрона. Угол α = 90 градусов, так как движение электрона происходит по окружности.
F = evB.
Подставим известные данные: e = 1,6*10^-19 Кл, v = v = 2πR / T, где R - радиус окружности (1 мм = 0,001 м), T - период обращения электрона.
F = 1,610^-19 2π0,001 / T 0,1 = 3,2*10^-22 / T.
Так как F = ma (закон Ньютона), где m - масса электрона, а - ускорение, а также a = v² / R, где v - скорость электрона, то:
ma = evB,
mv² / R = evB,
m (2πR / T)² / R = evB,
m = eB * (2πR / T)².
Подставим известные значения и найдем массу электрона:
m = 1,610^-190,1 (2π0,001 / T)².
Теперь найдем кинетическую энергию электрона:
E = (1/2)mv² = (1/2) m (2πR / T)².
Подставим значения и найдем кинетическую энергию электрона.