Question

С каким ускорением движется двухзарядный ион гелия в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл? Скорость иона 200 км / с, векторы скорости и магнитной индукции образуют угол 60 °. (С РЕШЕНИЕМ!)

Answer 1

A=Bqv*sin60/m;m/M=N/Na => m=2*M/Na = 2*4/(6.02*10^23) = 1,33*10^-23(кг)
q=e*N*Z = 6,4*10^-19(Кл); a=20*10^-3*6.4*10^-19*200*10^3*0.866/(1.33*10^-23)=1.67*10^8(м/с^2)
Ответ:1,67*10^8 м/с^2.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать силу Лоренца, которая описывает силу, действующую на заряженную частицу в магнитном поле. Формула для силы Лоренца выглядит следующим образом:

$F = qvB\sin(\theta)$

где:

• $F$ - сила, действующая на частицу,
• $q$ - величина заряда частицы,
• $v$ - скорость частицы,
• $B$ - индукция магнитного поля,
• $\theta$ - угол между векторами скорости и магнитной индукции.

Ускорение частицы можно выразить, используя второй закон Ньютона $F = ma$, где $m$ - масса частицы, а $a$ - ускорение. Разделив обе стороны на массу, получаем:

$a = \frac{F}{m}$

Мы знаем, что ион гелия имеет заряд $q = 2e$ (где $e$ - элементарный заряд), а также массу $m$, равную массе частицы гелия, которую мы обозначим $m_{\text{He}}$.

Теперь подставим известные значения:

$F = (2e) \times (200 \, \text{км/с}) \times (20 \, \text{мТл}) \times \sin(60^\circ)$

Известно, что элементарный заряд $e = 1.6 \times 10^{-19}$ Кл, а масса частицы гелия $m_{\text{He}} = 6.6 \times 10^{-27}$ кг.

Таким образом, ускорение $a$ будет равно:

$a = \frac{(2 \times 1.6 \times 10^{-19}) \times (200 \times 10^3) \times (20 \times 10^{-3}) \times \sin(60^\circ)}{6.6 \times 10^{-27}}$