Каково изменение периода обращения альфа-частицы по сравнению с протоном, когда они движутся в однородном магнитном

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые физические законы и формулы. Давайте приступим!

Известно, что период обращения \(T\) материальной точки в однородном магнитном поле можно найти с помощью формулы:

\[T = \frac{2\pi m}{qB}\]

где \(m\) – масса частицы, \(q\) – её заряд, \(B\) – магнитная индукция.

В данной задаче мы сравниваем период обращения альфа-частицы и протона в однородном магнитном поле. Масса и заряд альфа-частицы отличаются от массы и заряда протона, поэтому проведем сравнение.

Масса альфа-частицы составляет примерно \(4.001506\) атомных единиц массы, а заряд равен двум элементарным положительным зарядам, то есть \(2e\), где \(e\) – элементарный положительный заряд.

Следовательно, для альфа-частицы формула для периода обращения примет вид:

\[T_{\alpha} = \frac{2\pi \cdot 4.001506 m_p}{2eB}\]

где \(m_p\) – масса протона.

Для протона масса равна примерно \(1.007276\) атомных единиц массы, а заряд также равен элементарному положительному заряду \(e\). Таким образом, формула для периода обращения протона примет вид:

\[T_p = \frac{2\pi \cdot 1.007276 m_p}{eB}\]

Для ответа на задачу, нам нужно найти отношение периодов обращения альфа-частицы и протона:

\[\frac{T_{\alpha}}{T_p} = \frac{\frac{2\pi \cdot 4.001506 m_p}{2eB}}{\frac{2\pi \cdot 1.007276 m_p}{eB}} = \frac{4.001506}{1.007276} = 3.98\]

Таким образом, изменение периода обращения альфа-частицы по сравнению с протоном составляет примерно \(3.98\) раза. Это означает, что альфа-частица обращается вокруг магнитного поля почти в 4 раза медленнее, чем протон.