Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл и начал двигаться по окружности. Вычислить ее радиус
от

1 Ответ

Дано:  
Ускоряющая разность потенциалов, ΔV = 600 В = 600 Дж/Кл  
Индукция магнитного поля, B = 0.3 Тл  
Заряд протона, q = 1.6 * 10^(-19) Кл (элементарный заряд)

Найти:  
Радиус окружности.

Решение:  
Протон ускорился под действием разности потенциалов и влетел в магнитное поле, начав двигаться по окружности.  
Сила Лоренца, действующая на протон в магнитном поле, равна центростремительной силе:  
q * v * B = m * v^2 / r

Преобразуем формулу, используя известные соотношения для кинетической энергии и скорости протона:  
ΔV = q * ΔU = q * (ΔK + ΔU) = q * ΔK = (m * v^2) / (2 * q)  
Отсюда можно найти скорость протона:  
v = sqrt(2 * q * ΔV / m)

Подставим в выражение для центростремительной силы:  
q * sqrt(2 * q * ΔV / m) * B = m * (2 * q * ΔV / m) / r

После преобразований получаем выражение для радиуса окружности:  
r = (m * v) / (q * B) = (m * sqrt(2 * q * ΔV / m)) / (q * B)

Подставляя числовые значения:  
r = (1.67 * 10^(-27) * sqrt(2 * 1.6 * 10^(-19) * 600 / 1.67 * 10^(-27))) / (1.6 * 10^(-19) * 0.3)  
r ≈ 0.068 м

Ответ:  
Радиус окружности, которую описывает протон, составляет примерно 0.068 м.
от