Для решения этой задачи необходимо рассмотреть два этапа движения электрона: ускорение в электрическом поле и движение по окружности в магнитном поле. 1. Ускорение электрона в электрическом поле Когда электрон проходит ускоряющую разность потенциалов , работа электрического поля переходит в его кинетическую энергию. Согласно закону сохранения энергии: Отсюда выразим скорость электрона : где:
- — заряд электрона; — масса электрона; — скорость, которую приобрел электрон.
2. Движение в магнитном поле В однородном магнитном поле на электрон действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение. Так как вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции ( ), уравнение движения имеет вид: Выразим радиус окружности : 3. Зависимость радиуса от разности потенциалов Подставим выражение для скорости , полученное на первом этапе, в формулу радиуса: Внесем множитель под знак корня: Из полученной формулы видно, что радиус окружности прямо пропорционален квадратному корню из ускоряющей разности потенциалов: 4. Расчет изменения Пусть начальная разность потенциалов , а конечная . Тогда отношение радиусов будет равно: Значение . Ответ: Радиус окружности увеличится в раз (приблизительно в 1,41 раза). Хотите, чтобы я вывел формулу для периода обращения электрона в этом магнитном поле?