Вопрос школьника
Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сравните радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковы; а) скорости; б) энергии
Ответ от учителя
Радиус окружности, которую описывает заряженная частица в магнитном поле, определяется формулой:
r = mv/qB,
где m — масса частицы, v — ее скорость, q — ее заряд, B — магнитная индукция.
Для протона и α-частицы заряды разные, поэтому радиусы их окружностей будут различаться при одинаковых скоростях и магнитных индукциях.
а) При одинаковых магнитных индукциях и зарядах протона и α-частицы скорость α-частицы будет меньше, чем скорость протона. Это связано с тем, что α-частица имеет большую массу, чем протон, и ей нужно больше энергии для достижения одинаковой скорости. Следовательно, радиус окружности, которую описывает α-частица, будет больше, чем у протона.
б) Энергия заряженной частицы в магнитном поле определяется формулой:
E = mv^2/2 + qB^2r^2/2m.
При одинаковых магнитных индукциях и скоростях протона и α-частицы энергия α-частицы будет больше, чем энергия протона, так как α-частица имеет большую массу. Следовательно, радиус окружности, которую описывает α-частица, будет больше, чем у протона.
