Каков момент импульса частицы относительно центра окружности, по которой она будет двигаться, когда альфа-частица

Тема урока: Момент импульса альфа-частицы в магнитном поле

Инструкция: Момент импульса - это векторная величина, которая характеризует вращательное движение тела. Он определяется как произведение массы тела на его скорость и радиус-вектор относительно выбранной оси вращения. В данной задаче мы будем рассматривать момент импульса частицы относительно центра окружности, по которой она движется.

Частица, прилетев в магнитное поле, начинает двигаться по окружности под действием Лоренцевой силы. Лоренцева сила определяется по формуле F = q*v*B, где q - заряд частицы, v - её скорость, B - индукция магнитного поля.

Момент импульса L частицы можно вычислить как произведение её массы m на радиус её орбиты в данном магнитном поле. Формула для вычисления момента импульса выглядит следующим образом: L = m*r*v, где r - радиус орбиты, v - скорость частицы.

В данной задаче альфа-частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Это означает, что сила Лоренца и радиус орбиты ортогональны. Следовательно, момент импульса L будет равен произведению модуля момента силы на время движения.

Демонстрация:
Задача: Альфа-частица массой 6.64 x 10^-27 кг влетает со скоростью 2 x 10^6 м/с в магнитное поле с индукцией 0.8 Тл. Каков момент импульса частицы относительно центра окружности, по которой она будет двигаться?

Решение:
Имеем q = 2e, m = 6.64 x 10^-27 кг, v = 2 x 10^6 м/с, B = 0.8 Тл.

Момент импульса L = m*r*v. Сила Лоренца F = q*v*B = 2e * 2 x 10^6 * 0.8 = 3.2 x 10^-17 Н. Радиус орбиты можно найти, используя формулу r = m*v / (q*B). Подставляем значения и находим r. После этого можно вычислить момент импульса, L = m*r*v.

Совет: Для более глубокого понимания данной темы, рекомендуется изучить разделы о магнитных силах и законах движения заряженных частиц в магнитных полях.

Упражнение: Альфа-частица массой 6.64 x 10^-27 кг движется в магнитном поле с индукцией 1.2 Тл. Скорость частицы составляет 3 x 10^6 м/с, а радиус орбиты - 10 см. Каков момент импульса этой частицы относительно центра окружности, по которой она двигается?