Протон и альфа-частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное...

+908 голосов
2.9m просмотров

Протон и альфа-частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Масса протона в 4 раза, а заряд в 2 раза меньше соответствующих значений для а - частицы. Чему равно отношение периода обращения протона по окружности, по которой он движется, к периоду обращения альфа-частицы?

Физика (23 баллов) | 2.9m просмотров
Дан 1 ответ
+45 голосов
Правильный ответ

Ответ:

0,5

Объяснение:

Сила Лоренца сообщает заряженной частице центростремительное ускорение, по второму закону Ньютона

qvB=\frac{mv^2}{R}

qB=\frac{mv}{R} (1)

С другой стороны, период

T=2\pi \frac{R}{v} (2)

Но отношение радиуса к скорости можно явно получить из формулы (1)

\frac{R}{v}=\frac{m}{qB}

Или, подставляя в (2)

T=2\pi \frac{m}{qB}

Период кстати не зависит от скорости как мы видим, исходные данные немного избыточны. Сравним периоды обращения протона и альфа частицы

\frac{T_p}{T_\alpha }=\frac{m_p}{m_\alpha}\frac{q_\alpha}{q_p}=\frac{1}{4}*\frac{2}{1}=\frac{1}{2} , значит период обращения протона в 2 раза меньше периода обращения альфа частицы.

(20.2k баллов)
Похожие задачи