Электрон проходит ускоряющую разность потенциалов 1 кВ и влетает в однородное магнитное поле с индукцией 10 мТл под углом 30° к силовым линиям. Определите радиус спирали, по которой будет двигаться электрон
Движение по спирали удобно представить, как результат двух движений одновременно: движение поступательное и движение по окружности.
Займемся составляющей движения по окружности. Чтобы электрон двигался по окружности, надо чтобы центробежная сила уравновешивалась силой Лоренца.
Займемся составляющей движения по окружности. Чтобы электрон двигался по окружности, надо чтобы центробежная сила уравновешивалась силой Лоренца.
\frac{mv_n^2}{R}=ev_nB , (1)
где m,\;v_n,\;e,\;B,\;R - соответственно масса электрона, скорость вдоль окружности или по-другому - нормальная составляющая скорости, заряд электрона, магнитная индукция, радиус окружности.
v_n=v\sin\alpha, (2)
где v, a - соответственно скорость электрона, угол вектора скорости с вектором магнитной индукции.
Из (1) с учетом (2) следует: R=\frac{mv\sin \alpha}{eB} (3)
Пройдя ускоряющую разность потенциалов U, электрон приобретает энергию
W=eU (4)
Это кинетическая энергия электрона, которую можно выразить формулой (5):
W=\frac{mv^2}{2} (5) (4) = (5)
eU=\frac{mv^2}{2} (6) v=\sqrt{\frac{2eU}{m}} (7)
Подставим (7) в (3) и выразим искомый радиус:
R=\frac{m\sin\alpha*\sqrt{\frac{2eU}{m}}}{eB}=\frac{\sqrt{\frac{2Um}{e}}}{B}\sin\alpha (8)
Заряд и массу электрона гуглите, остальные данные есть в условии. Успехов в вычислениях!
А если что не понятно - спрашивайте
Из (1) с учетом (2) следует: R=\frac{mv\sin \alpha}{eB} (3)
Пройдя ускоряющую разность потенциалов U, электрон приобретает энергию
W=eU (4)
Это кинетическая энергия электрона, которую можно выразить формулой (5):
W=\frac{mv^2}{2} (5) (4) = (5)
eU=\frac{mv^2}{2} (6) v=\sqrt{\frac{2eU}{m}} (7)
Подставим (7) в (3) и выразим искомый радиус:
R=\frac{m\sin\alpha*\sqrt{\frac{2eU}{m}}}{eB}=\frac{\sqrt{\frac{2Um}{e}}}{B}\sin\alpha (8)
Заряд и массу электрона гуглите, остальные данные есть в условии. Успехов в вычислениях!
А если что не понятно - спрашивайте
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.