ID: 00017311
Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью $\alpha$-частица, радиус окружности, центростремительное ускорение и период обращения $\alpha$-частицы по сравнению с протоном должны:
1) увеличиться
2) уменьшиться
3) не измениться
Радиус окружности | Центростремительное ускорение | Период обращения |
|---|---|---|
|
|
|
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Опять протон (заряд $e$, масса $m$) и $\alpha$-частица (заряд $2e$, масса $4m$) в одном поле при одной скорости. Смотрим радиус, центростремительное ускорение и период.
$r=\dfrac{mv}{qB}$. Масса ×4, заряд ×2 → ×2. Радиус увеличится — цифра 1.
$a=\dfrac{qvB}{m}$. Заряд ×2, масса ×4 → ×$\dfrac{2}{4}=\dfrac{1}{2}$. Ускорение уменьшится — цифра 2.
$T=\dfrac{2\pi m}{qB}$ (от скорости не зависит). Масса ×4, заряд ×2 → ×2. Период увеличится — цифра 1.
Подвох: радиус и период растут, а ускорение падает — потому что ускорение зависит от заряда, делённого на массу, и у $\alpha$-частицы это отношение меньше.