Задание 17. Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью а-частица, центростремительное ускорение а-частицы и период её обращения по сравнению с протоном должны:
3) не измениться
На заряженную частицу (протон) со стороны магнитного поля действует сила Лоренца 
, где q – заряд частицы; v – скорость частицы; B – напряженность магнитного поля. Так как протон движется по окружности, то магнитное поле направлено перпендикулярно его движению, то есть 
и сила Лоренца в данном случае запишется в виде
.
В соответствии со вторым законом Ньютона, силу Лоренца также можно записать как
, (1)
где 
— центростремительное ускорение. Получаем значение для радиуса окружности R:
Теперь вычислим изменение радиуса окружности для альфа-частицы, движущейся с той же скоростью. Альфа-частица имеет в своем составе два протона и два нейтрона, то есть ее масса в 4 раза больше массы протона, а заряд в 2 раза больше заряда протона. В итоге получаем:
,
то есть радиус окружности увеличится в 2 раза.
Период обращения – это время, за которое альфа-частица сделает один полный круг. Так как радиус увеличился в 2 раза, а скорость осталась прежней, то период обращения увеличится.
Для центростремительного ускорения альфа-частицы 
из (1) имеем формулу:
,
то есть центростремительное ускорение уменьшается в 4 раза по сравнению с центростремительным ускорением протона.
Протон в однородном магнитном поле движется по окружности
Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью α-частица, центростремительное ускорение и энергия α-частицы по сравнению с протоном должны …
| Физические величины | Характер изменения |
| A) Центростремительное ускорение Б) Энергия α-частицы | 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится |
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
1) На заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, которая сообщает ей центростремительное ускорение: $F_л=qB·υ=/⇔R=/$. Мы знаем, что $m_α=4m_p$, а $q_α=2q_p$, то можно сделать вывод, что радиус окружности, по которой движется $α$ частица будет в 2 раза больше, чем у протона, а центростремительное ускорение $(a=/)$ меньше.
2) Энергия увеличивается, поскольку масса возрастает.
Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с такой же скоростью а-частица,
Ваш ответ
решение вопроса
Похожие вопросы
- Все категории
- экономические 43,282
- гуманитарные 33,619
- юридические 17,900
- школьный раздел 607,036
- 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.