ID: 00013173
Протон в однородном магнитном поле между полюсами магнита движется по окружности. В этом же поле по окружности стала двигаться α-частица, обладающая такой же энергией, как и протон. Как изменяются период обращения в магнитном поле и скорость движения α-частицы по сравнению с протоном?
Для каждой величины определите соответствующий характер
изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Поле одно и то же, кинетические энергии протона и \alpha-частицы одинаковы. У \alpha-частицы масса вчетверо больше (m_\alpha=4m_p), заряд вдвое больше (q_\alpha=2q_p).
Период обращения в магнитном поле T=\dfrac{2\pi m}{qB} не зависит от скорости. Для \alpha-частицы \dfrac{m}{q}=\dfrac{4m_p}{2q_p}=2\dfrac{m_p}{q_p}, то есть вдвое больше, чем у протона, поэтому период увеличивается.
Скорость найдём из энергии E=\dfrac{mv^2}{2}, откуда v=\sqrt{\dfrac{2E}{m}}. При одинаковой энергии и большей массе скорость \alpha-частицы меньше — она уменьшается.
Итак: период обращения увеличивается (1), скорость движения уменьшается (2).