Для решения задачи о силе, действующей на заряд в магнитном поле, воспользуемся формулой для магнитной силы. Сила, действующая на движущийся заряд в магнитном поле, рассчитывается по формуле:
[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) ]
где:
- ( F ) — магнитная сила (в ньютонах, Н),
- ( q ) — заряд (в кулонах, Кл),
- ( v ) — скорость (в метрах в секунду, м/с),
- ( B ) — магнитная индукция (в теслах, Тл),
- ( \theta ) — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции (в радианах или градусах).
В данной задаче электрон движется перпендикулярно линиям магнитной индукции, значит, угол ( \theta = 90° ), и значение ( \sin(90°) = 1 ). Поэтому формула упрощается до:
[ F = q \cdot v \cdot B ]
Теперь подставим известные значения:
- Заряд электрона: ( q = 1,6 \cdot 10^{-19} , \text{Кл} )
- Скорость электрона: ( v = 2 \cdot 10^4 , \text{км/с} )
Сначала преобразуем скорость из километров в секунду в метры в секунду:
[ v = 2 \cdot 10^4 , \text{км/с} = 2 \cdot 10^4 \cdot 1000 , \text{м/с} = 2 \cdot 10^7 , \text{м/с} ]
- Магнитная индукция: ( B = 0,5 , \text{Тл} )
Теперь подставим все значения в формулу:
[ F = (1,6 \cdot 10^{-19} , \text{Кл}) \cdot (2 \cdot 10^7 , \text{м/с}) \cdot (0,5 , \text{Тл}) ]
Вычислим это:
[ F = 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 2 \cdot 10^7 \cdot 0,5 ]
[ F = 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 10^7 ]
[ F = 1,6 \cdot 10^{-12} , \text{Н} ]
Таким образом, сила, действующая на электрон в магнитном поле, равна ( 1,6 \cdot 10^{-12} , \text{Н} ).