Каков период обращения протона, который движется по окружности в магнитном поле с индукцией 44 мтл?

Тема занятия: Период обращения протона в магнитном поле

Пояснение: Чтобы понять период обращения протона в магнитном поле, нам необходимо использовать законы электромагнетизма. Когда протон движется по окружности в магнитном поле, он подвергается силе Лоренца, которая направлена перпендикулярно его скорости и магнитному полю. Сила Лоренца может быть выражена следующим образом:

F = q * v * B,

где F - сила Лоренца, q - заряд протона, v - его скорость и B - индукция магнитного поля.

В результате этой силы, протон движется в круговой орбите и подчиняется центростремительной силе:

F = (m * v^2) / r,

где m - масса протона и r - радиус окружности, по которой движется протон.

Сравнивая два выражения для силы, мы можем получить следующее:

(q * v * B) = (m * v^2) / r.

Чтобы найти период обращения, нам нужно выразить скорость протона и радиус окружности:

v = (q * B * r) / m.

r = (m * v) / (q * B).

Теперь мы можем выразить период обращения протона:

T = (2 * π * r) / v.

T = (2 * π * (m * v) / (q * B)) / (v).

T = (2 * π * m) / (q * B).

Например:

Данная задача даёт нам индукцию магнитного поля B = 44 мтл. Зная заряд протона q = 1.6 * 10^(-19) Кл и его массу m = 1.67 * 10^(-27) кг, мы можем рассчитать период обращения протона:

T = (2 * π * m) / (q * B).

Подставляем значения:

T = (2 * 3.14 * 1.67 * 10^(-27) кг) / (1.6 * 10^(-19) Кл * 44 мтл).

После вычислений получаем период обращения протона.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с основами электромагнетизма и уравнением силы Лоренца. Также полезно понимание понятия центростремительной силы и ее связи с движением по окружности.

Задача на проверку: Как изменится период обращения протона, если индукция магнитного поля увеличится вдвое, а радиус окружности уменьшится втрое? Ответ представьте в виде формулы, где T_1 - первоначальный период обращения протона, B_1 - первоначальная индукция магнитного поля и r_1 - первоначальный радиус окружности.

Тема вопроса: Период обращения протона в магнитном поле

Разъяснение:
Период обращения протона в магнитном поле можно найти, используя закон Лоренца. Закон Лоренца утверждает, что магнитное поле оказывает силу на заряженную частицу, движущуюся в нем, и изменяет ее траекторию. В случае протона, этот фактор играет роль при его движении по окружности в магнитном поле.

Период обращения определяется как время, за которое протон полностью обходит окружность. Чтобы найти период обращения протона, нужно знать индукцию магнитного поля и радиус окружности, по которой движется протон.

Формула для расчета периода обращения протона:

T = (2 * pi * m) / (q * B)

Где:
T - период обращения протона
pi - математическая константа, приближенно равная 3.14
m - масса протона (приближенно равна 1.67 * 10^-27 кг)
q - заряд протона (приближенно равен 1.6 * 10^-19 Кл)
B - индукция магнитного поля

Подставляя данные из задачи, получаем:

T = (2 * pi * 1.67 * 10^-27) / (1.6 * 10^-19 * 44 * 10^-3)

Решая данное уравнение, получаем период обращения протона в магнитном поле.

Доп. материал:
Задача: Каков период обращения протона, который движется по окружности в магнитном поле с индукцией 44 мтл?

По формуле:
T = (2 * pi * 1.67 * 10^-27) / (1.6 * 10^-19 * 44 * 10^-3)

T = 4.03 * 10^-7 секунд

Совет:
Чтобы лучше понять данную концепцию, важно ознакомиться с основами электромагнетизма, включая магнитные поля, заряженные частицы и закон Лоренца. Также полезно знать основные единицы измерения и их эквиваленты.

Упражнение:
Каков будет период обращения электрона в магнитном поле с индукцией 30 мтл, если его масса равна 9.1 * 10^-31 кг и заряд равен -1.6 * 10^-19 Кл? (Ответ округлите до ближайшего значения после запятой)