ID: 00012953
В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряженностью Е и магнитное поле индукцией В. Поля однородные, Е ⟂ В. В камеру влетает протон р, вектор скорости которого перпендикулярен Е и В, как показано на рисунке. Модули напряженности электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Как изменится начальный участок траектории протона, если его скорость уменьшить? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали для объяснения.
Источник: ФИПИ
Сначала поймём, почему протон сперва летит прямо. На него действуют две силы: со стороны электрического поля — сила $F_{\text{эл}}=qE$, и со стороны магнитного поля — сила Лоренца $F_{\text{маг}}=qvB$. По условию протон движется прямолинейно — значит, эти силы уравновешены: $qE=qvB$. Это и есть «селектор скоростей»: прямо летят только частицы с определённой скоростью $v=\dfrac{E}{B}$.
Что изменится, если скорость уменьшить. Электрическая сила $qE$ от скорости не зависит — она остаётся прежней. А магнитная сила $qvB$ прямо пропорциональна скорости, поэтому при уменьшении $v$ она становится меньше. Баланс нарушается: теперь электрическая сила больше магнитной.
Куда отклонится протон. Появляется неуравновешенная сила в сторону действия электрической силы $qE$. Под её действием траектория протона перестаёт быть прямой и искривляется в сторону электрической силы (по рисунку — вправо).