Для решения задачи найдем силу Лоренца, радиус траектории и период движения заряда в магнитном поле по заданным параметрам.
Дано:
- \( q = 1.6 \times 10^{-19} \) Кл (заряд)
- \( m = 1.67 \times 10^{-27} \) кг (массa)
- \( v = 10^6 \) м/с (скорость)
- \( B = 1 \) Тл (магнитная индукция)
Сила Лоренца
Сила Лоренца рассчитывается по формуле: \[ F = q \cdot v \cdot B \] Где:
- \( F \) - сила Лоренца
- \( q \) - заряд частицы
- \( v \) - скорость частицы
- \( B \) - магнитная индукция
Теперь подставим известные значения: \[ F = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \times 10^6 \, \text{м/с} \times 1 \, \text{Тл} \]
Рассчитаем: \[ F = 1.6 \times 10^{-19} \times 10^6 = 1.6 \times 10^{-13} \, \text{Н} \]
Радиус траектории
Радиус траектории заряда в магнитном поле вычисляется по формуле: \[ R = \frac{m \cdot v}{q \cdot B} \]
Подставляем значения: \[ R = \frac{1.67 \times 10^{-27} \, \text{кг} \cdot 10^6 \, \text{м/с}}{1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \cdot 1 \, \text{Тл}} \]
Рассчитаем числитель и знаменатель:
- Числитель: \[ 1.67 \times 10^{-27} \times 10^6 = 1.67 \times 10^{-21} \, \text{кг}\cdot\text{м/с} \]
- Знаменатель: \[ 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}\cdot\text{Тл} = 1.6 \times 10^{-19} \]
Теперь делим числитель на знаменатель: \[ R = \frac{1.67 \times 10^{-21}}{1.6 \times 10^{-19}} = 1.04375 \times 10^{-2} \, \text{м} \approx 0.0104 \, \text{м} = 1.04 \, \text{см} \]
Период движения
Период движения заряда в магнитном поле можно найти по формуле: \[ T = \frac{2\pi R}{v} \]
Теперь подставим найденный радиус \(R\) и известную скорость \(v\): \[ T = \frac{2\pi \cdot 1.04375 \times 10^{-2}}{10^6} \]
Рассчитаем: \[ T \approx \frac{0.0657}{10^6} \approx 6.57 \times 10^{-8} \, \text{с} \]
Ответы:
- Сила Лоренца: \( F \approx 1.6 \times 10^{-13} \, \text{Н} \)
- Радиус траектории: \( R \approx 1.04 \, \text{см} \)
- Период движения: \( T \approx 6.57 \times 10^{-8} \, \text{с} \)
Таким образом, мы получили все необходимые значения, используя формулы для силы Лоренца, радиуса траектории и периода движения заряда в магнитном поле.