Дано:
Индукция магнитного поля, B = 0.02 Тл
Радиус окружности, r = 1 см = 0.01 м
Масса электрона, m = 9.11 * 10^(-31) кг (элементарная частица)
Заряд электрона, q = -1.6 * 10^(-19) Кл (отрицательный элементарный заряд)
Найти:
Кинетическую энергию электрона в джоулях и электрон-вольтах.
Решение:
Сначала найдем скорость электрона, движущегося по окружности в магнитном поле. Для этого воспользуемся формулой центростремительного ускорения:
q * v * B = m * v^2 / r
Отсюда можно найти скорость электрона:
v = q * r * B / m = -1.6 * 10^(-19) * 0.01 * 0.02 / 9.11 * 10^(-31) ≈ 3.52 * 10^5 м/с
Кинетическая энергия электрона определяется как:
K = (m * v^2) / 2
Подставим известные значения:
K = (9.11 * 10^(-31) * (3.52 * 10^5)^2) / 2
K ≈ 4.99 * 10^(-20) Дж
Чтобы перевести энергию из джоулей в электрон-вольты, воспользуемся соотношением:
1 эВ ≈ 1.6 * 10^(-19) Дж
Теперь выразим кинетическую энергию электрона в электрон-вольтах:
K_eV = K / (1.6 * 10^(-19)) ≈ 4.99 * 10^(-20) / (1.6 * 10^(-19))
K_eV ≈ 0.311 эВ
Ответ:
Кинетическая энергия электрона равна примерно 4.99 * 10^(-20) Дж или примерно 0.311 эВ.