Электрон движется в магнитном поле с напряженностью 75 а/м так, что его скорость составляет угол 30° с направлением поля. определить радиус витков траектории электрона и расстояние, пройденное им вдоль линий магнитной индукции за три витка, если скорость электрона равна 2,6·106 м/с. движение происходит в вакууме. помогите пожалуйста

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Радиус витков траектории электрона составляет примерно 0,078 м (или 7,8 см), а расстояние, пройденное вдоль линий магнитной индукции за три витка, составляет примерно 2,56 м. ️ Шаг 1: Определение индукции магнитного поля В вакууме связь между напряженностью магнитного поля Hcap H и магнитной индукцией Bcap B определяется формулой B=μ0Hcap B equals mu sub 0 cap H, где μ0=4π10-7mu sub 0 equals 4 pi center dot 10 to the negative 7 power Гн/м — магнитная постоянная. B=4π10-7759,42510-5 Тлcap B equals 4 center dot pi center dot 10 to the negative 7 power center dot 75 is approximately equal to 9 comma 425 center dot 10 to the negative 5 power Тл️ Шаг 2: Расчет радиуса витка траектории При движении электрона под углом к линиям индукции его скорость можно разложить на перпендикулярную составляющую v=vsinαv sub ⟂ end-sub equals v sine alpha и параллельную v=vcosαv sub is parallel to end-sub equals v cosine alpha. Перпендикулярная составляющая вызывает вращение по окружности под действием силы Лоренца. Из уравнения evB=mv2Re v sub ⟂ end-sub cap B equals the fraction with numerator m v sub ⟂ end-sub squared and denominator cap R end-fraction выразим радиус Rcap R: R=mvsinαeBcap R equals the fraction with numerator m v sine alpha and denominator e cap B end-fraction Подставим значения массы электрона m9,1110-31m is approximately equal to 9 comma 11 center dot 10 to the negative 31 power кг и его заряда e1,610-19e is approximately equal to 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power Кл: R=9,1110-312,6106sin(30)1,610-199,42510-50,0784 мcap R equals the fraction with numerator 9 comma 11 center dot 10 to the negative 31 power center dot 2 comma 6 center dot 10 to the sixth power center dot sine open paren 30 raised to the composed with power close paren and denominator 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power center dot 9 comma 425 center dot 10 to the negative 5 power end-fraction is approximately equal to 0 comma 0784 м ️ Шаг 3: Определение шага винта и пройденного пути Расстояние, проходимое вдоль поля за один виток (шаг винтовой линии), равно h=vTh equals v sub is parallel to end-sub cap T, где Tcap T — период обращения. Период не зависит от скорости и равен T=2πmeBcap T equals the fraction with numerator 2 pi m and denominator e cap B end-fraction . Тогда путь за N=3cap N equals 3 витка составит L=Nvcosα2πmeBcap L equals cap N center dot v cosine alpha center dot the fraction with numerator 2 pi m and denominator e cap B end-fraction . T=2π9,1110-311,610-199,42510-53,7910-7 сcap T equals the fraction with numerator 2 center dot pi center dot 9 comma 11 center dot 10 to the negative 31 power and denominator 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power center dot 9 comma 425 center dot 10 to the negative 5 power end-fraction is approximately equal to 3 comma 79 center dot 10 to the negative 7 power с L=32,6106cos(30)3,7910-72,56 мcap L equals 3 center dot 2 comma 6 center dot 10 to the sixth power center dot cosine open paren 30 raised to the composed with power close paren center dot 3 comma 79 center dot 10 to the negative 7 power is approximately equal to 2 comma 56 м Ответ: Радиус траектории R0,078cap R is approximately equal to 0 comma 078 м, расстояние вдоль линий индукции L2,56cap L is approximately equal to 2 comma 56 м. Требуется ли вам расчет периода обращения электрона в явном виде или проверка данных при других значениях угла?

Форма ответа

Ваш аватар