Question

Протон и нейтрон влетают с одинаковыми скоростями в магнитное поле Земли перпендикулярно магнитным линиям. У какой из частиц радиус окружности будет больше? Поясните

Answer 1

Теоретически, у протона, так как он способен взаимодействовать с магнитными полями, благодаря наличию заряда, в отличие от нейтрона.

Answer 2

Когда заряженная частица, такая как протон или электрон, движется в магнитном поле, на неё действует магнитная сила, которая направлена перпендикулярно их скорости. Эта сила создает центростремительное ускорение, вызывающее изменение направления движения частицы. В результате частица начинает двигаться по круговой или спиральной траектории.

Радиус окружности, по которой движется заряженная частица в магнитном поле, зависит от её массы, заряда и скорости. Формула для радиуса окружности в случае частицы с зарядом q, массой m и скоростью v в магнитном поле с индукцией B выглядит следующим образом:

\[ r = \frac{mv}{|q|B} \]

Из этой формулы видно, что радиус окружности обратно пропорционален модулю заряда частицы (|q|). Таким образом, чем больше модуль заряда, тем меньше радиус окружности.

Так как протон и нейтрон имеют примерно одинаковую массу, но заряд протона положителен, а нейтрона равен нулю (нейтральная зарядка), то у протона будет меньший модуль заряда. Следовательно, у протона радиус окружности будет больше по сравнению с нейтроном, при одинаковых скоростях и условиях в магнитном поле Земли.