ID: 00005597
Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся модуль ускорения иона и период его обращения в этом поле, если увеличить кинетическую энергию иона?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
На ион действует сила Лоренца, которая равна
F_l = qvB,
где B - модуль вектора магнитной индукции, v - скорость заряда, q - заряд, \alpha - угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
Второй закон Ньютона:
F_L = ma
Т.е. при увеличении кинетической энергии (E_К = \frac{mV^2}{2}) увеличивается скорость частицы, из-за чего увеличивается сила Лоренца, а следовательно, и модуль ускорения иона (1).
Второй закон Ньютона:
F_L = ma_{\text{цс}}
Распишем центростремительное ускорение, как \frac{v^2}{R}
Bvq = \frac{mv^2}{R}
Выразим радиус вращения
R = \frac{mv}{Bq}
Период обращения частицы:
T = \frac{2\pi R}{v} = \frac{2\pi m}{Bq},
Видим, что период обращения иона не зависит от скорости, а значит, и от кинетической энергии. Т.е. период не изменяется (3).