На какой угол от исходного направления будет отклоняться частица после выхода из магнитного поля, если оно имеет размеры 1
Объяснение:
Когда заряженная частица движется в магнитном поле, она ощущает силу Лоренца, которая действует перпендикулярно к ее скорости и перпендикулярно к направлению магнитного поля.
Формула для силы Лоренца: F = q * v * B * sin(θ), где F — сила Лоренца, q — заряд частицы, v — скорость частицы, B — индукция магнитного поля, θ — угол между скоростью частицы и направлением магнитного поля.
В данной задаче частица движется перпендикулярно линиям поля, поэтому угол между скоростью частицы и направлением магнитного поля составляет 90 градусов. Таким образом, sin(90) = 1.
Подставим известные значения в формулу силы Лоренца:
F = (1 мккл) * (1 м/с) * (1 Тл) * (1) = 1 мкН.
Сила Лоренца направлена перпендикулярно скорости частицы и поэтому приводит к ее отклонению в поперечном направлении. Угол отклонения можно найти, используя теорему о синусах:
sin(θ) = F / (m * v^2), где m — масса частицы, v — скорость частицы.
Подставим значения для массы и скорости:
sin(θ) = (1 мкН) / ((1 мг) * (1 м^2/с^2)) = 1.
Таким образом, угол отклонения составляет 90 градусов.
Пример использования:
Задача: Частица массой 2 мг и зарядом -3 мккл влетает в однородное магнитное поле с индукцией 2 Тл перпендикулярно к направлению линий поля со скоростью 3 м/с. Найдите угол отклонения частицы после выхода из магнитного поля.
Решение:
F = q * v * B * sin(θ) = (-3 мккл) * (3 м/с) * (2 Тл) * (1) = -18 мкН.
sin(θ) = F / (m * v^2) = (-18 мкН) / ((2 мг) * (9 м^2/с^2)) ≈ -1.
Угол отклонения составляет примерно -90 градусов.