ID: 00017266
Протон в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца движется по окружности радиусом r. В этом же поле по окружности с таким же радиусом стала двигаться \alpha-частица. Как изменились период обращения в магнитном поле и модуль импульса \alpha-частицы по сравнению с протоном?
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.
А) период обращения
Б) модуль импульса
Источник: ФИПИ
Снова частица по кругу в магнитном поле, и снова сравниваем \alpha-частицу с протоном при ОДИНАКОВОМ радиусе. Помним: у \alpha-частицы заряд q=2e (вдвое больше), масса m=4m_p (вчетверо больше). Нужны период и импульс.
Период движения по окружности в магнитном поле: T=\dfrac{2\pi m}{qB}. От радиуса и скорости он не зависит. Сравниваем \alpha и протон: масса в 4 раза больше, заряд в 2 раза больше, поле то же. \dfrac{T_\alpha}{T_p}=\dfrac{4}{2}=2 — период увеличится. Цифра 1.
Удобный приём: радиус связан с импульсом напрямую. Из r=\dfrac{mv}{qB} и p=mv получаем r=\dfrac{p}{qB}, то есть p=qBr. Поле и радиус одинаковые, поэтому импульс зависит только от заряда. У \alpha-частицы заряд вдвое больше: \dfrac{p_\alpha}{p_p}=\dfrac{2e}{e}=2 — импульс увеличится. Цифра 1.
А — 1, Б — 1.
Ответ: 11