Какие параметры траектории протона определяются при его вхождении в однородное магнитное поле со скоростью v=100

Суть вопроса: Движение заряда в магнитном поле

Описание: При движении протона в однородном магнитном поле возникает сила Лоренца, которая направлена перпендикулярно к вектору скорости протона и вектору магнитной индукции. Дано: скорость протона v = 100 м/с, угол альфа = 60 градусов, индукция магнитного поля B = 0,1 Тл, масса протона m_p = 1,7 * 10^(-27) кг, заряд протона q_p = +1,6 * 10^(-19) Кл.

Параметры траектории протона в магнитном поле определяются формулами:

1) Радиус траектории r = mv / (qB), где m - масса протона, v - скорость протона, q - заряд протона, B - индукция магнитного поля.

2) Период обращения T = (2 * П * m) / (qB), где П - число Пи.

3) Закручивающаяся угловая скорость протона w = qB/m.

4) Уравнение траектории в полярных координатах: r = (mv) / (qB) * sin(ϕ) и z = (mv) / (qB) * cos(ϕ), где ϕ - угол поворота протона относительно центра окружности, r - радиус траектории, z - величина перемещения протона вдоль оси магнитного поля.

Пример: Найдем радиус траектории протона. Подставляем в формулу значения: m = 1,7 * 10^(-27) кг, v = 100 м/с, q = +1,6 * 10^(-19) Кл, B = 0,1 Тл.

r = (1,7 * 10^(-27) кг * 100 м/с) / (+1,6 * 10^(-19) Кл * 0,1 Тл) = 1,06 * 10^(-3) м

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить материал по действию силы Лоренца и формулам движения заряда в магнитном поле. Также полезно провести дополнительные расчеты для различных значений скорости, угла альфа и индукции магнитного поля.

Проверочное упражнение: Найдите период обращения протона в данном магнитном поле.