Электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 500 В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции. Найдите радиус кривизны траектории электрона. Масса электрона 9,1 • 10~31 кг, заряд 1,6 • 10~19 Кл.
от

1 Ответ

Дано:
- Ускоряющая разность потенциалов U = 500 В
- Индукция магнитного поля B = 0,2 Тл
- Масса электрона m = 9,1 * 10^-31 кг
- Заряд электрона q = 1,6 * 10^-19 Кл

Найти: радиус кривизны траектории r электрона в магнитном поле.

Решение:

1. Сначала найдем кинетическую энергию электрона, полученную при ускорении в электрическом поле:

Ek = q * U

Подставим известные значения:

Ek = (1,6 * 10^-19) * (500) = 8 * 10^-14 Дж.

2. Теперь определим скорость электрона v, используя связь между кинетической энергией и массой:

Ek = (1/2) * m * v^2

Перепишем уравнение и выразим скорость v:

v = sqrt(2 * Ek / m)

Подставим найденное значение энергии и массу электрона:

v = sqrt(2 * (8 * 10^-14) / (9,1 * 10^-31)).

Теперь вычислим значение v:

v = sqrt(1,755 * 10^17) ≈ 1,32 * 10^8 м/с.

3. Далее найдем радиус кривизны траектории электрона в магнитном поле. Радиус r определяется по формуле:

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

Подставим известные значения:

r = (9,1 * 10^-31 * 1,32 * 10^8) / (1,6 * 10^-19 * 0,2).

4. Теперь вычислим значение r:

Сначала посчитаем числитель:

9,1 * 10^-31 * 1,32 * 10^8 = 1,203 * 10^-22.

Теперь посчитаем знаменатель:

1,6 * 10^-19 * 0,2 = 3,2 * 10^-20.

5. Теперь подставим значения в формулу для r:

r = (1,203 * 10^-22) / (3,2 * 10^-20).

6. Рассчитаем радиус r:

r ≈ 0,0375 м.

Ответ: радиус кривизны траектории электрона составляет примерно 0,0375 м.
от