Чтобы решить эту задачу, необходимо использовать закон движения заряженных частиц в магнитном поле. Когда электрон попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, он начинает двигаться по круговой траектории.
- Вычисление радиуса окружности:
Для этого используем формулу радиуса кругового движения заряженной частицы в магнитном поле:
\[ R = \frac{mv}{qB} \]
где:
- \( R \) — радиус окружности,
- \( m \) — масса электрона (~ \( 9.11 \times 10^{-31} \) кг),
- \( v \) — скорость электрона (10⁸ см/с, что равно \( 10^6 \) м/с),
- \( q \) — заряд электрона (~ \( 1.6 \times 10^{-19} \) Кл),
- \( B \) — магнитная индукция (2 мТл, что равно \( 2 \times 10^{-3} \) Тл).
Подставим данные в формулу:
\[ R = \frac{(9.11 \times 10^{-31} \, \text{кг}) \cdot (10^6 \, \text{м/с})}{(1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \cdot (2 \times 10^{-3} \, \text{Тл})} \]
Теперь произведем вычисления:
Сначала найдем произведение заряда и магнитной индукции: \[ qB = (1.6 \times 10^{-19}) \cdot (2 \times 10^{-3}) = 3.2 \times 10^{-22} \]
Теперь подставим это значение обратно в формулу для радиуса: \[ R = \frac{(9.11 \times 10^{-31}) \cdot (10^6)}{3.2 \times 10^{-22}} \]
Таким образом, \[ R \approx \frac{9.11 \times 10^{-25}}{3.2 \times 10^{-22}} \approx 2.85 \times 10^{-3} \, \text{м} = 2.85 \, \text{мм} \]
- Определение периода обращения электрона:
Период обращения можно найти по формуле:
\[ T = \frac{2\pi R}{v} \]
Теперь подставим значение радиуса и скорости:
\[ T = \frac{2\pi (2.85 \times 10^{-3})}{10^6} \]
\[ T \approx \frac{2 \cdot 3.14 \cdot 2.85 \times 10^{-3}}{10^6} \approx \frac{0.0179}{10^6} = 1.79 \times 10^{-11} \, \text{с} \]
Таким образом, радиус окружности, по которой будет двигаться электрон, составляет около 2.85 мм, а период обращения — примерно 1.79 × 10⁻¹¹ с.
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими темами, дайте знать!