Дано:
Индукция магнитного поля: B = 4 мТл = 4 * 10^-3 Тл
Радиус окружности: r = 8 мм = 0.008 м
а) Действующая на электрон сила Лоренца направлена к центру окружности. Это можно определить по правилу левой руки: если уложить четыре пальца левой руки так, чтобы они указывали в сторону магнитного поля, а большой палец - в сторону скорости заряда, то вытянутый большой палец будет указывать направление силы Лоренца, которое в данном случае направлено к центру окружности.
б) Для электрона, движущегося в магнитном поле по окружности, сила Лоренца равна центростремительной силе:
|F| = m * v^2 / r = |q| * |v| * |B|
m * v^2 / r = |q| * |v| * |B|
v = |q| * |B| * r / m
Здесь m - масса электрона, q - абсолютное значение заряда электрона.
Подставляем известные значения и получаем:
v = e * 4 * 10^-3 * 0.008 / 9.11 * 10^-31
v = 3.52 * 10^6 м/с
в) Чтобы вектор скорости повернулся на 180°, электрон должен пройти половину окружности, то есть путь равный длине окружности.
Длина окружности: L = 2 * π * r = 2 * 3.14 * 0.008 = 0.05024 м
Время, за которое произойдет поворот на 180°:
t = L / v = 0.05024 / 3.52 * 10^6 = 1.43 * 10^-8 с
Ответ:
а) Действующая на электрон сила Лоренца направлена к центру окружности.
б) Скорость электрона равна 3.52 * 10^6 м/с.
в) Вектор скорости электрона поворачивается на 180° за 1.43 * 10^-8 с.