ID: 00026049
Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение иона и частота его обращения, если уменьшить его кинетическую энергию?
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. Ускорение иона Частота обращения иона
Источник: ФИПИ
Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Его кинетическую энергию уменьшают — посмотрим, что будет с ускорением иона и с частотой его обращения.
Кинетическая энергия $E_k=\dfrac{m\upsilon^2}{2}$ уменьшается при постоянной массе — значит скорость иона υ тоже уменьшается.
Ускорение иона в магнитном поле создаётся силой Лоренца: $$a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{q\upsilon B}{m}$$ Заряд, масса и индукция поля постоянны, а скорость υ уменьшилась — значит ускорение a тоже уменьшилось.
Частота обращения иона в магнитном поле: $$\nu=\dfrac{qB}{2\pi m}$$ В этой формуле скорости вообще нет — частота зависит только от заряда, массы и индукции поля. Все они постоянны, значит частота обращения не меняется.
Итог: ускорение иона уменьшилось, частота обращения не изменилась — и всё сходится: более медленный ион слабее закручивается (меньше центростремительное ускорение), но успевает сделать оборот за то же самое время, потому что период обращения в магнитном поле от скорости не зависит.