Протон движется в однородном магнитном поле с напряженностью 100 А/м в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции. Определить траекторию движению протона, если оно происходит в вакууме со скоростью 1200 м/с. Чему равен период обращения протона в магнитном поле? Сделать рисунок.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения траектории движения протона в магнитном поле воспользуемся уравнением движения частицы в магнитном поле:

F = qvB sin(α),

где F - сила Лоренца, q - заряд протона, v - скорость протона, B - магнитная индукция, α - угол между скоростью и линиями магнитной индукции.

В данном случае угол α = 90 градусов, т.к. скорость направлена перпендикулярно линиям магнитной индукции. Таким образом, сила Лоренца будет направлена по радиусу окружности, по которой будет двигаться протон.

Так как сила Лоренца является центростремительной, то траектория протона будет окружностью. Радиус окружности можно найти из равенства сил:

mv^2 / r = qvB,

где m - масса протона, r - радиус окружности.

Отсюда найдем радиус окружности:

r = mv / qB = (1.67 10^-27 1200) / (1.6 10^-19 100) = 1.25 * 10^-2 м.

Теперь найдем период обращения протона в магнитном поле:

T = 2πr / v = 2π 1.25 10^-2 / 1200 = 5.23 * 10^-5 с.

Таким образом, траектория движения протона - окружность, период обращения протона в магнитном поле равен 5.23 * 10^-5 с.