На изображении представлены обработанные фотографии следов ядер легких элементов (последние 22 см их пробега), зарегистрированные в камере Вильсона. Ядра перемещались в магнитном поле, которое было направлено перпендикулярно фотографиям. Начальные скорости всех ядер равны и перпендикулярны линиям магнитного поля. Известно, что след I принадлежит протону. Задания: 1. Определите направление вектора индукции магнитного поля. 3. Измерьте радиусы кривизны следа частицы I приблизительно в начале и в конце пробега и определите, как изменялась энергия частицы за время пробега, учитывая, что известно, что частица
Miroslav
Задача является классической задачей по магнитному полю и движению заряженных частиц. Давайте решим ее пошагово:
1. Направление вектора индукции магнитного поля можно определить с помощью правила Левого-Бэмпля-Максвелла (ЛБМ). В этой задаче, так как данные говорят о том, что след принадлежит протону, можно использовать правило правой руки. Если смотреть на изображение, где след отклоняется вправо, то направление индукции магнитного поля будет направлено камере, т.е. на изображении будет слева направо.
2. Для определения радиуса кривизны следа частицы I в начале и конце пробега можно использовать формулу для радиуса Ларморовской орбиты:
\[R = \frac{mv}{|q|B}\]
где R - радиус орбиты, m - масса частицы, v - скорость частицы, q - заряд частицы и B - индукция магнитного поля. Здесь следует отметить, что начальная и конечная скорости всех ядер равны, поэтому радиусы кривизны следа будут пропорциональны обратным величинам индукции магнитного поля.
3. Для определения изменения энергии частицы за время пробега можно использовать закон сохранения энергии. Если предположить, что потери энергии во время пробега минимальны, то можно сказать, что:
\[E_{нач} = E_{кон}\]
Так как кинетическая энергия частицы связана со скоростью частицы, то можно сделать вывод, что изменение энергии частицы будет пропорционально изменению скорости.
4. Для определения направления силы Лоренца (силы, действующей на заряженную частицу в магнитном поле) можно использовать правило левой руки. В этой задаче, так как след отклоняется вправо, значит сила Лоренца (направлена перпендикулярно к направлению движения частицы и к индукции магнитного поля) будет направлена вниз из плоскости рисунка.
Надеюсь, эти объяснения помогут вам выполнить задание успешно. Если у вас есть еще вопросы, пожалуйста, задавайте.
1. Направление вектора индукции магнитного поля можно определить с помощью правила Левого-Бэмпля-Максвелла (ЛБМ). В этой задаче, так как данные говорят о том, что след принадлежит протону, можно использовать правило правой руки. Если смотреть на изображение, где след отклоняется вправо, то направление индукции магнитного поля будет направлено камере, т.е. на изображении будет слева направо.
2. Для определения радиуса кривизны следа частицы I в начале и конце пробега можно использовать формулу для радиуса Ларморовской орбиты:
\[R = \frac{mv}{|q|B}\]
где R - радиус орбиты, m - масса частицы, v - скорость частицы, q - заряд частицы и B - индукция магнитного поля. Здесь следует отметить, что начальная и конечная скорости всех ядер равны, поэтому радиусы кривизны следа будут пропорциональны обратным величинам индукции магнитного поля.
3. Для определения изменения энергии частицы за время пробега можно использовать закон сохранения энергии. Если предположить, что потери энергии во время пробега минимальны, то можно сказать, что:
\[E_{нач} = E_{кон}\]
Так как кинетическая энергия частицы связана со скоростью частицы, то можно сделать вывод, что изменение энергии частицы будет пропорционально изменению скорости.
4. Для определения направления силы Лоренца (силы, действующей на заряженную частицу в магнитном поле) можно использовать правило левой руки. В этой задаче, так как след отклоняется вправо, значит сила Лоренца (направлена перпендикулярно к направлению движения частицы и к индукции магнитного поля) будет направлена вниз из плоскости рисунка.
Надеюсь, эти объяснения помогут вам выполнить задание успешно. Если у вас есть еще вопросы, пожалуйста, задавайте.
Знаешь ответ?