Каков модуль импульса альфа-частицы в магнитном поле, если альфа-частица массой m движется в однородном магнитном поле

Содержание вопроса: Расчет модуля импульса альфа-частицы в магнитном поле

Разъяснение: Для расчета модуля импульса альфа-частицы в магнитном поле, мы можем использовать закон Лоренца, который связывает векторную силу, вектор магнитной индукции и заряд частицы. Формула для модуля этой силы: F = q * v * B, где F - модуль силы, q - заряд частицы, v - модуль скорости частицы и B - модуль вектора магнитной индукции.

Модуль импульса (р) вычисляется как произведение массы (m) частицы на модуль скорости (v): p = m * v.

Обратимся к данной задаче. Мы знаем, что на альфа-частицу действует сила F = 3,2 * 10^-14 Н и модуль вектора магнитной индукции B = 0,2 Тл. Масса альфа-частицы равна m.

Используя закон Лоренца, мы можем записать уравнение: F = q * v * B.

Для начала, найдем заряд этих частиц. Альфа-частица состоит из двух протонов (положительный заряд) и двух нейтронов (нейтральный заряд). Значит, ее заряд равен +2е, где е - элементарный заряд.

Далее, используя данное уравнение, можем записать: 3,2 * 10^-14 = 2q * v * 0,2, где q - заряд частицы, v - модуль скорости альфа-частицы. Раскрывая это уравнение, получим: v = (3,2 * 10^-14) / (2 * (1,6 * 10^-19) * 0,2).

После вычислений, найдем модуль скорости v. Зная массу альфа-частицы m и модуль скорости v, мы можем вычислить модуль импульса альфа-частицы p = m * v.

Название: Модуль импульса альфа-частицы в магнитном поле

Пояснение: Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу, связывающую силу, магнитное поле и импульс частицы. Импульс (p) определяется как произведение массы (m) и скорости (v): p = m * v. Сила, действующая на частицу в магнитном поле, определяется как произведение модуля заряда (q), скорости (v) и модуля вектора магнитной индукции (b): f = q * v * b. Таким образом, имеем равенство: f = q * v * b.

В данной задаче, сила (f) и модуль вектора магнитной индукции (b) известны, а также можно принять, что заряд (q) альфа-частицы равен двум элементарным зарядам (2e), где e - элементарный заряд. Таким образом, уравнение можно записать следующим образом: 3,2 * 10^(-14) = 2 * e * v * 0,2.

Для нахождения скорости (v), необходимо разделить обе стороны уравнения на произведение 2e и 0,2. Тогда получим: v = (3,2 * 10^(-14)) / (2 * e * 0,2).

Подставим значение элементарного заряда (e = 1,6 * 10^(-19) Кл) и произведем вычисления: v = (3,2 * 10^(-14)) / (2 * 1,6 * 10^(-19) * 0,2) ≈ 0,2 * 10^5 м/с.

Наконец, найдем модуль импульса (p) альфа-частицы, умножив скорость (v) на массу (m): p = m * v. Финальный ответ: p ≈ m * (0,2 * 10^5) м/с.

Доп. материал: Найдите модуль импульса альфа-частицы, массой 4 * 10^(-27) кг, при движении в однородном магнитном поле с модулем вектора магнитной индукции 0,1 Тл и с силой, равной 5 * 10^(-15) Н.

Совет: При решении подобных задач всегда помните о необходимости использования соответствующих формул и правильных размерностей единиц величин.

Дополнительное упражнение: Какова скорость электрона, на которое действует сила 1 Н при движении в однородном магнитном поле с модулем вектора магнитной индукции 0,5 Тл? Масса электрона равна 9,1 * 10^(-31) кг. Ответ дайте в м/с.