Чтобы в однородном магнитном поле двигаться по окружности с той же скоростью, как протон, альфа-частице необходимо

Предмет вопроса: Движение альфа-частицы в магнитном поле

Пояснение:
Для движения частицы в магнитном поле окружности с постоянной скоростью необходимо, чтобы сила Лоренца, действующая на частицу, была направлена в центр окружности. Формула для силы Лоренца:

Ф = q * v * В * sin(θ),

где q - заряд частицы, v - ее скорость, B - магнитная индукция и θ - угол между направлением скорости и магнитным полем.

Для протона, заряд q и скорость v не изменяются в магнитном поле. Кроме того, из-за малой массы протона, радиус орбиты также остается неизменным. Таким образом, протон движется по окружности с постоянной скоростью.

Однако альфа-частица (ядро гелия) имеет заряд в два раза больший, чем протон, при этом масса альфа-частицы в четыре раза больше массы протона. Из-за этих различий альфа-частице требуется измененный радиус орбиты, энергия и сила Лоренца, чтобы она двигалась по окружности с той же скоростью, что и протон.

Например:
Пусть альфа-частица движется в магнитном поле с магнитной индукцией B. Для того чтобы она двигалась по окружности с той же скоростью, что и протон, необходимо изменить радиус орбиты, энергию и силу Лоренца.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить основные законы электромагнетизма и физику элементарных частиц.

Дополнительное задание:
Рассмотрим альфа-частицу, движущуюся в магнитном поле с индукцией 0.5 Тл и скоростью 5 * 10^6 м/с. Рассчитайте радиус орбиты, энергию и модуль силы Лоренца для альфа-частицы. (Заряд альфа-частицы равен 2е, где е - элементарный заряд, масса альфа-частицы - 4 * масса протона)