Каков период обращения пылинки, движущейся в однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл и перпендикулярной линиям

Физика: Движение частицы в магнитном поле

Объяснение: Частица, движущаяся в магнитном поле, подвергается силе Лоренца, которая описывает ее движение. Сила Лоренца выражается следующим образом:

F = q * (v x B),

где F - сила Лоренца, q - заряд частицы, v - ее скорость, B - индукция магнитного поля.

Эта сила всегда направлена перпендикулярно к векторам скорости и магнитной индукции.

Для центростремительного движения частицы с зарядом q в магнитном поле, сила Лоренца должна равняться силе центростремительной, то есть:

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

где m - масса частицы, v - ее скорость, r - радиус обращения.

Из этих двух уравнений можно выразить радиус обращения:

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

Период обращения T связан с радиусом обращения следующим образом:

T = (2 * π * r) / v.

Теперь мы можем подставить выражение для радиуса в уравнение для периода и решить задачу.

Пример:
Задача: Каков период обращения пылинки, движущейся в однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл и перпендикулярной линиям индукции, при массе пылинки m=0,8 мг и заряде q=1,6 нКл?

Решение:
Для начала, найдем радиус обращения:
r = (m * v) / (q * B) = (0,8 * 10^(-6)) / (1,6 * 10^(-9) * 1) = 0,5 м.

Теперь можем найти период обращения:
T = (2 * π * r) / v = (2 * 3,14 * 0,5) / v

Совет: Для лучшего понимания темы, возможно, стоит изучить также действие электромагнитных полей и концепцию центростремительного движения в физике.

Закрепляющее упражнение: Каков будет период обращения частицы с массой m=1 г и зарядом q=2 мКл, движущейся в магнитном поле с индукцией B=0.5 Тл и скоростью v=10 м/с?