Две одинаковые заряженные частицы влетают в магнитное поле перпендикулярно к его силовым линиям. найти отношение удельных зарядов частиц, если скорость первой частицы в 2 раза больше скорости второй, а радиус окружности, описываемой первой частицей, в 4 раза больше, чем у второй.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Отношение удельных зарядов первой и второй частиц составляет 0,5. Шаг 1: Определение формулы удельного заряда На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила Лоренца, которая является центростремительной. Уравнение движения имеет вид: FL=maccap F sub cap L equals m a sub c qvB=mv2Rq v cap B equals the fraction with numerator m v squared and denominator cap R end-fraction Здесь qq — заряд частицы, mm — её масса, vv — скорость, Bcap B — индукция магнитного поле, Rcap R — радиус окружности. Удельный заряд определяется как отношение заряда к массе γ=qmgamma equals q over m end-fraction . Из уравнения движения выразим удельный заряд: qm=vBRq over m end-fraction equals the fraction with numerator v and denominator cap B cap R end-fraction Шаг 2: Составление отношения удельных зарядов Запишем выражение для удельного заряда каждой частицы, учитывая, что они влетают в одно и то же магнитное поле ( Bcap B одинаково): γ1=v1BR1gamma sub 1 equals the fraction with numerator v sub 1 and denominator cap B cap R sub 1 end-fraction γ2=v2BR2gamma sub 2 equals the fraction with numerator v sub 2 and denominator cap B cap R sub 2 end-fraction Найдем их отношение: γ1γ2=v1BR1BR2v2=v1R2v2R1the fraction with numerator gamma sub 1 and denominator gamma sub 2 end-fraction equals the fraction with numerator v sub 1 and denominator cap B cap R sub 1 end-fraction center dot the fraction with numerator cap B cap R sub 2 and denominator v sub 2 end-fraction equals the fraction with numerator v sub 1 cap R sub 2 and denominator v sub 2 cap R sub 1 end-fraction Шаг 3: Подстановка числовых данных По условию задачи скорость первой частицы в 2 раза больше скорости второй ( v1=2v2v sub 1 equals 2 v sub 2), а радиус первой в 4 раза больше радиуса второй ( R1=4R2cap R sub 1 equals 4 cap R sub 2). Подставим эти значения в полученную формулу: γ1γ2=2v2R2v24R2=24=0,5the fraction with numerator gamma sub 1 and denominator gamma sub 2 end-fraction equals the fraction with numerator 2 v sub 2 center dot cap R sub 2 and denominator v sub 2 center dot 4 cap R sub 2 end-fraction equals two-fourths equals 0 comma 5 Таким образом, удельный заряд первой частицы в два раза меньше удельного заряда второй. Ответ: Отношение удельных зарядов частиц γ1γ2=0,5the fraction with numerator gamma sub 1 and denominator gamma sub 2 end-fraction equals 0 comma 5 . Нужно ли вам рассчитать период обращения этих частиц в магнитном поле?

Форма ответа

Ваш аватар