Question

В камере Вильсона наблюдают трек частицы. В первом случае камеру не помещают в магнитное поле, во втором - помещают в магнитное поле. Сравните треки частицы в обоих случаях.

Answer 1

Ответ:

Во втором случае трек частицы будет искревлен.

Answer 2

Камера Вильсона – это устройство для наблюдения треков заряженных частиц, таких как электроны или протоны, проходящих через газовый объем. При прохождении заряженной частицы через газовый объем камеры Вильсона, она ионизирует газ, создавая трек из ионов. Этот трек становится видимым благодаря конденсации пара вокруг ионизированных молекул газа.

Когда камеру Вильсона не помещают в магнитное поле, трек заряженной частицы будет прямой. Это происходит потому, что частица движется прямолинейно без отклонений.

Однако, когда камеру Вильсона помещают в магнитное поле, трек частицы изменяется. Заряженная частица в магнитном поле подвергается силе Лоренца, которая перпендикулярна как направлению движения частицы, так и линиям магнитного поля. Сила Лоренца заставляет частицу двигаться по кривой траектории, известной как "лоренцево сечение". Форма этой кривой зависит от заряда частицы, ее массы и ее начальной скорости.

Для положительно заряженных частиц лоренцево сечение будет кривой в одну сторону, а для отрицательно заряженных – в другую сторону. Радиус кривизны траектории также зависит от импульса частицы, и чем выше импульс, тем менее заметно отклонение от прямой траектории.

Таким образом, при наличии магнитного поля трек частицы в камере Вильсона будет кривой в зависимости от заряда и импульса частицы. Это позволяет идентифицировать заряд и определить импульс заряженных частиц, что делает камеру Вильсона ценным инструментом для изучения элементарных частиц и физики высоких энергий.