Question

По - раздел электростатика. протон, ускоренный электрическим полем длиной d1=10см и напряженностью e1=100в/м, попадает в поперечно направленное поле напряженностью, e2=20в/м. найти: 1) смещение протона от первоначального направленного движения за время t=5мкс; 2) его кинетическую энергию в этот момент времени.

Answer 1

В магнитном поле на протон действует сила Лоренца, которая как известно работы не совершает, поэтому скорость протона будет постоянной (воздействием других сил, например, силы тяжести, пренебрегаем)
при движении тела с постоянной скоростью по окружности ускорение равно v^2 / R и направлено к центру окружности
тогда по второму закону Ньютона сила действующая на протон должна быть равна F=ma=mv^2 / R и тоже направлена к центру окружности
вектор магнитной индукции поля B должен быть перпендикулярен этой силе (а точнее сила Лоренца всегда перпендикулярна B) в любой точке окружности, поэтому должен быть направлен перпендикулярно плоскости окружности.
В этом случае угол между скоростью протона и вектором B -- прямой, поэтому сила Лоренца равна qBv
Приравнивая это выражение для силы выражению mv^2 / R
получим
mv^2 / R = qvB
mv^2 = qvBR
mv=qBR
v=qBR/m
период обращения равен времени одного оборота
за один оборот протон проходит расстояние, равное длине окружности 2 пи R
поэтому период равен (2 пи R)/v=2 пи Rm/(qBR)=2 пи m/(qB)
чтобы найти B, нужно умножить напряжённость поля H на магнитную постоянную мю0