Какой период обращения у протона, движущегося со скоростью 10^7 м/с в магнитном поле, если на него действует сила Лоренца, равная 4*10^-18 Н?

Физика 11 класс Магнитное поле и сила Лоренца период обращения протона сила Лоренца магнитное поле скорость протона физика 11 класс Новый

Чтобы найти период обращения протона в магнитном поле, нам нужно использовать несколько физических законов и формул. Давайте разберем шаги решения этой задачи.

1. Определим силу Лоренца. Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, определяется формулой:

   F = q * v * B * sin(α),

   где:
   • F - сила Лоренца;
   • q - заряд частицы;
   • v - скорость частицы;
   • B - магнитная индукция;
   • α - угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

   В нашем случае мы предположим, что угол α равен 90 градусам, то есть частица движется перпендикулярно магнитному полю. В этом случае sin(α) = 1.

2. Используем известные значения. Мы знаем, что сила Лоренца равна 4 * 10^-18 Н, скорость протона равна 10^7 м/с, а заряд протона равен 1.6 * 10^-19 Кл. Подставим известные значения в формулу:

   4 * 10^-18 Н = 1.6 * 10^-19 Кл * 10^7 м/с * B.

3. Найдем магнитную индукцию B. Перепишем уравнение для нахождения B:

   B = (4 * 10^-18 Н) / (1.6 * 10^-19 Кл * 10^7 м/с).

   Теперь вычислим B:

   • 4 * 10^-18 / (1.6 * 10^-19 * 10^7) = 4 / (1.6 * 10^(-11)) = 2.5 * 10^3 Тл.
4. Найдем период обращения T. Период обращения заряженной частицы в магнитном поле можно найти по формуле:

   T = (2 * π * m) / (q * B),

   где m - масса протона (примерно 1.67 * 10^-27 кг). Подставим известные значения:

   T = (2 * π * 1.67 * 10^-27 кг) / (1.6 * 10^-19 Кл * 2.5 * 10^3 Тл).

5. Вычислим T. Сначала найдем знаменатель:

   1.6 * 10^-19 * 2.5 * 10^3 = 4 * 10^-16.

   Теперь подставим в формулу для T:

   T = (2 * π * 1.67 * 10^-27) / (4 * 10^-16).

   Вычислим это значение:

   • 2 * π * 1.67 * 10^-27 ≈ 1.05 * 10^-26.
   • T ≈ (1.05 * 10^-26) / (4 * 10^-16) = 2.625 * 10^-11 с.

Таким образом, период обращения протона в магнитном поле составляет примерно 2.625 * 10^-11 секунд.