Для нахождения скорости частицы, воспользуемся уравнением движения заряженной частицы в электрическом поле:
F = qE
Где F - сила, действующая на частицу, q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля.
Известно, что частица движется равномерно и прямолинейно в электрическом и магнитном полях. При отключенном электрическом поле и только магнитном поле, частица движется по окружности радиусом R = 10 см. Магнитное поле не влияет на скорость частицы, поэтому радиус окружности необходим для определения заряда частицы:
F = qvB
где v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля.
Таким образом, равенство сил в этих двух случаях:
qE = qvB
Отсюда можно найти скорость частицы:
v = E/B
Cледующая часть вопроса относится только к электрическому полю. Отключая магнитное поле, мы измеряем линейное отклонение частицы от первоначального направления движения, что даёт нам информацию о работе силы на частицу.
A = qEd
где A - работа силы, d - перемещение частицы.
Также нам дано, что линейное отклонение частицы составляет l = 20 см за время t = 1·10^-5 с.
Используя формулу для определения работы силы и зная, что работа силы на частицу производится только в электрическом поле:
A = qEd = qEl
Работа силы в электрическом поле равна изменению кинетической энергии частицы:
A = ΔK
где ΔK - изменение кинетической энергии частицы.
Это позволяет нам найти значение qEl, а затем, используя значение скорости, которое найдем из соотношения v = E/B, определить заряд q.
Используя найденное значение заряда, чтобы определить значение скорости:
v = E/B = qEl/qB
Таким образом:
v = El/B
Теперь мы можем объединить два соотношения, чтобы определить скорость частицы:
v = E/B = El/qB
Таким образом, скорость частицы равна
v = (El/qB)
где E - напряженность электрического поля, B - индукция магнитного поля, q - заряд частицы, l - линейное отклонение частицы, изначально движущейся по прямолинейной траектории, от первоначального направления движения, t - время, за которое частица пролетает расстояние l.
