Условие задачи:
Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл по окружности. Определить угловую скорость вращения электрона.
Задача №8.2.11 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Решение задачи:
На электрон, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца (F_Л), которую определяет следующая формула:
Здесь (B) – индукция магнитного поля, (upsilon) – скорость электрона, (e) – модуль заряда электрона, (alpha) – угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции. Так как другого не сказано в условии, то (alpha=90^circ).
Направление действия силы Лоренца определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в нее, а четыре вытянутых пальца направить по направлению движения положительного заряда (или против направления отрицательного заряда, как в нашем случае), то большой палец, оставленный на 90°, покажет направление силы Лоренца. В нашем случае (при таком направлении вектора магнитной индукции) сила Лоренца направлена вправо.
Сила Лоренца (F_Л) сообщает электрону центростремительное ускорение (a_ц), поэтому из второго закона Ньютона следует, что:
Центростремительное ускорение (a_ц) можно определить через скорость (upsilon) и радиус кривизны траектории (R) по формуле:
Подставим (3) в (2), тогда:
Приравняем правые части (1) и (4):
Известно, что угловая скорость (omega) равна отношению линейной скорости (upsilon) к радиусу кривизны (R), поэтому:
[Besin alpha = omega ]
Выразим из этого уравнения искомую угловую скорость электрона (omega):
Масса электрона (m_e) равна 9,1·10 -31 кг, а его заряд (e) (вернее модуль заряда) равен 1,6·10 -19 Кл. Численный ответ равен:
Ответ: 1,76·10 10 рад/с.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Определите угловую скорость со вращения протона по окружности, которую он описывает в однородном магнитном поле с индукцией В = 5 мТл
Ваш ответ
решение вопроса
Похожие вопросы
- Все категории
- экономические 43,283
- гуманитарные 33,619
- юридические 17,900
- школьный раздел 607,073
- разное 16,829
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Найти угловую скорость вращения электрона вокруг ядра
UptoLike
В первом приближении можно считать, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите с линейной скоростью v. Найти угловую скорость ω вращения электрона вокруг ядра и его нормальное ускорение аn. Считать радиус орбиты r = 0,5·10 -10 м и линейную скорость электрона на этой орбите v = 2,2·10 6 м/с.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- векторная величина, характеризующая быстроту вращения твердого тела
- движение вокруг своей оси по окружности
- стабильная отрицательно заряженная элементарная частица с зарядом 1,6·10 -19 Кл и массой 9·10 -31 кг
- положительно заряженная массивная центральная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов
самая малая частица химического элемента, она является носителем его свойств. Состоит атом из электронов и положительно заряженного ядра. У атома размеры порядка 10 -10 м, а порядок энергии связи внешних электронов равен 10 эВ.