Задача по физике Ион с зарядом Ze и массой N∙ mp движется в циклотроне со скоростью v1 и энергией W1 по дуге радиусом R1. После k целых оборотов его скорость, энергия и радиус кривизны траектории - v2, W2 и R2 соответственно. Индукция магнитного поля в циклотроне - B, ускоряющее напряжение между дуантами - U. z=1 N=2 k=10 U=10, кВ v1=4.3, Мм/с R2=16 см
Для решения задачи нужно воспользоваться законами сохранения энергии и момента количества движения.
Запишем закон сохранения энергии: 1/2 m v1^2 + e U = 1/2 m * v2^2
где m - масса иона, v1 и v2 - скорости иона до и после ускорения, e - заряд иона, U - ускоряющее напряжение. Раскроем скобки и подставим известные значения: 1/2 2 4.3^2 + 1 10 = 1/2 2 * v2^2 22.09 + 10 = v2^2 v2 = √32.09 v2 ≈ 5.66 Мм/с
Запишем закон сохранения момента количества движения: m v1 R1 = m v2 R2
где R1 и R2 - радиусы траектории до и после ускорения. Раскроем скобки и подставим известные значения: 2 4.3 R1 = 2 5.66 0.16 8.6 * R1 = 0.9056 R1 = 0.1052 м = 10.52 см
Таким образом, радиус траектории до ускорения составляет 10.52 см.
Для решения задачи нужно воспользоваться законами сохранения энергии и момента количества движения.
Запишем закон сохранения энергии:1/2 m v1^2 + e U = 1/2 m * v2^2
где m - масса иона, v1 и v2 - скорости иона до и после ускорения, e - заряд иона, U - ускоряющее напряжение.
Запишем закон сохранения момента количества движения:Раскроем скобки и подставим известные значения:
1/2 2 4.3^2 + 1 10 = 1/2 2 * v2^2
22.09 + 10 = v2^2
v2 = √32.09
v2 ≈ 5.66 Мм/с
m v1 R1 = m v2 R2
где R1 и R2 - радиусы траектории до и после ускорения.
Раскроем скобки и подставим известные значения:
2 4.3 R1 = 2 5.66 0.16
8.6 * R1 = 0.9056
R1 = 0.1052 м = 10.52 см
Таким образом, радиус траектории до ускорения составляет 10.52 см.