В однородное магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям влетает протон с кинетической энергией 1,6*10^-13 Дж. Индукция магнитного поля 0,4 Тл. Определите радиус окружности , по которой двигается протон. Заряд протона 1,6*10^-19 Кл, его масса 1,67*10^-27
Для определения радиуса окружности, по которой двигается протон в магнитном поле, воспользуемся формулой для радиуса циркуляции заряженной частицы в магнитном поле:
r = \frac{mv}{|q| B}
Где: r - радиус окружности m - масса протона = 1,6710^-27 кг v - скорость протона q - заряд протона = 1,610^-19 Кл B - индукция магнитного поля = 0,4 Тл
Сначала найдем скорость протона. Кинетическая энергия протона равна работе силы, совершенной на перемещении заряда через разность потенциала:
1,610^-13 = |q| U U = \frac{1,610^-13}{1,610^-19} = 10^6 В
Для заряженной частицы в магнитном поле работа сил магнитного поля равна изменению кинетической энергии частицы:
q v B = m a q v B = m \frac{v^2}{r} q B = \frac{m v}{r} r = \frac{m v}{q B} = \frac{1,6710^-27 \sqrt{2 1,610^-13}}{1,610^-19 0,4}
r ≈ 1,38 * 10^-2 м
Таким образом, радиус окружности, по которой двигается протон в магнитном поле, примерно равен 1,38 сантиметра.
Для определения радиуса окружности, по которой двигается протон в магнитном поле, воспользуемся формулой для радиуса циркуляции заряженной частицы в магнитном поле:
r = \frac{mv}{|q| B}
Где:
r - радиус окружности
m - масса протона = 1,6710^-27 кг
v - скорость протона
q - заряд протона = 1,610^-19 Кл
B - индукция магнитного поля = 0,4 Тл
Сначала найдем скорость протона. Кинетическая энергия протона равна работе силы, совершенной на перемещении заряда через разность потенциала:
1,610^-13 = |q| U
U = \frac{1,610^-13}{1,610^-19} = 10^6 В
Для заряженной частицы в магнитном поле работа сил магнитного поля равна изменению кинетической энергии частицы:
q v B = m a
q v B = m \frac{v^2}{r}
q B = \frac{m v}{r}
r = \frac{m v}{q B} = \frac{1,6710^-27 \sqrt{2 1,610^-13}}{1,610^-19 0,4}
r ≈ 1,38 * 10^-2 м
Таким образом, радиус окружности, по которой двигается протон в магнитном поле, примерно равен 1,38 сантиметра.