Альфа частица (ядро атома гелия) в магнитном поле с индукцией 2 тл движется по окружности радиусом 1 метр. чему равна скорость альфа частицы? молярная масса гелия 0,004 кг/моль

Скорость альфа-частицы составляет примерно 9,65 \cdot 10^7 м/с. Шаг 1: Определение физических характеристик частицы Альфа-частица является ядром гелия, поэтому она состоит из двух протонов и двух нейтронов. Заряд частицы $q$ равен удвоенному элементарному заряду, а массу $m$ можно найти через молярную массу гелия $M$ и число Авогадро $N_A$:

1. Заряд: $q=2e\approx 2\cdot 1,6\cdot {10}^{-19}=3,2\cdot {10}^{-19}$ Кл. Масса: $m=\frac{M}{N_A}=\frac{0,004}{6,022\cdot {10}^{23}}\approx 6,64\cdot {10}^{-27}$ кг.

Шаг 2: Применение законов динамики На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца, которая в данном случае является центростремительной силой. При условии, что вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции ( $\sin \alpha =1$), уравнение движения по окружности выглядит следующим образом: $qvB=\frac{m{v}^2}{R}$ Здесь $v$ — искомая скорость, $B$ — индукция поля, $R$ — радиус окружности. Шаг 3: Вычисление скорости Из полученного уравнения выразим скорость $v$: $v=\frac{qBR}{m}$ Подставим числовые значения: $v=\frac{3,2\cdot {10}^{-19}\cdot 2\cdot 1}{6,64\cdot {10}^{-27}}\approx 96385542\text{м/с}$ В экспоненциальной форме это значение равно примерно $9,64\cdot {10}^7$ м/с. Заметим, что эта скорость составляет почти треть скорости света, поэтому для более точных расчетов в реальности могли бы потребоваться релятивистские поправки, однако в рамках школьной задачи используется классический подход. Ответ: Скорость альфа-частицы равна 9,64 \cdot 10^7 \text{ м/с} (или 96,4 \text{ Мм/с}). Нужно ли рассчитать кинетическую энергию этой частицы или проверить необходимость учета релятивистских эффектов для данной скорости?