Какая скорость нужна альфа-частице, чтобы она двигалась по окружности радиусом, если она попадает в однородное

Магнитное поле и альфа-частицы

Разъяснение: Альфа-частицы - это ядра атомов гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Когда альфа-частица движется вокруг окружности в магнитном поле, она под действием магнитной силы.

Магнитная сила на заряд движущейся частицы в магнитном поле определяется по формуле: F = qvBsinθ, где F - магнитная сила, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля, θ - угол между векторами скорости и индукции магнитного поля.

Для альфа-частицы q = +2е, где е - элементарный заряд. Угол θ равен 90 градусов, так как альфа-частица движется перпендикулярно к индукции магнитного поля.

Чтобы альфа-частица двигалась по окружности, величина магнитной силы должна быть равна центростремительной силе. Центростремительная сила равна mv^2/r, где m - масса частицы, v - её скорость, r - радиус окружности.

Подставляя эти значения в равенство F = mv^2/r, получаем: qvB = mv^2/r.

Из этого уравнения можно выразить скорость альфа-частицы: v = (qBr/m)^(1/2).

Доп. материал: Пусть у нас есть альфа-частица с зарядом +2е, индукцией магнитного поля B и массой m. Радиус окружности, по которой движется альфа-частица, равен r. Какая скорость необходима для движения частицы по этой окружности?

Совет: Для понимания этой темы рекомендуется изучить основы магнетизма, векторы и движение по окружности. Это поможет вам лучше понять формулы и теорию, описанные выше.

Закрепляющее упражнение: Альфа-частица с массой m = 6,64*10^-27 кг движется по окружности радиусом r = 0,1 м в магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл. Какая скорость необходима для движения частицы по этой окружности?