Вопрос школьника
Протон и а-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями v. Заряд протона в 2 раза меньше заряда а-частицы. Определите отношение модулей сил, действующих на них со стороны магнитного поля в этот момент времени.
Ответ от учителя
Сила Лоренца, действующая на заряд q, движущийся со скоростью v в магнитном поле B, равна:
F = qvBsin(α),
где α — угол между векторами v и B.
Так как протон и а-частица влетают в магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, то угол α для них равен 90 градусов, а sin(α) = 1.
Тогда сила Лоренца для протона будет:
Fp = qp v B,
а для а-частицы:
Fa = qa v B,
где qp и qa — заряды протона и а-частицы соответственно.
Отношение модулей сил, действующих на протон и а-частицу, будет:
Fa/Fp = (qa v B)/(qp v B) = qa/qp.
Так как заряд протона в 2 раза меньше заряда а-частицы, то отношение модулей сил будет:
Fa/Fp = qa/qp = 2/1 = 2.
Таким образом, сила, действующая на а-частицу, будет в два раза больше, чем сила, действующая на протон.
