ID: 00017309
Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью $\alpha$-частица, радиус окружности, частота обращения и энергия $\alpha$-частицы по сравнению с протоном должны:
1) увеличиться
2) уменьшиться
3) не измениться
Радиус окружности | Частота обращения | Энергия |
|---|---|---|
|
|
|
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Снова сравниваем $\alpha$-частицу с протоном в одном и том же поле и при той же скорости. Напомню роли: у протона заряд $e$, масса $m$; у $\alpha$-частицы заряд $2e$, масса $4m$. Берём формулы для радиуса, частоты и энергии и смотрим, что с ними станет.
$r=\dfrac{mv}{qB}$. Масса больше в 4 раза, заряд — в 2 раза, поэтому $r$ меняется в $\dfrac{4}{2}=2$ раза. Радиус увеличится — цифра 1.
Частота $f=\dfrac{qB}{2\pi m}$ (от скорости она вообще не зависит — это особенность движения в магнитном поле). Заряд вырос в 2 раза, масса — в 4 раза, значит $f$ меняется в $\dfrac{2}{4}=\dfrac{1}{2}$ раза. Частота уменьшится — цифра 2.
$E=\dfrac{mv^2}{2}$. Скорость та же, масса в 4 раза больше — энергия вырастет в 4 раза. Увеличится — цифра 1.