Question

По - раздел электростатика! протон, ускоренный электрическим полем длиной d1 = 10 см и напряженностью e1 = 100 в/м, попадает в поперечно направленное поле напряженностью е2 = 20 в/м. найти: 1) смещение протона от первоначального направленного движения за время t = 5 мкс; 2) его кинетическую энергию в этот момент времени.

Answer 1

Вмагнитном 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