Каковы радиусы кривизны траекторий протона и электрона, если они движутся с одинаковой скоростью в однородном поле?

Физика 9 класс Движение заряженных частиц в магнитном поле радиус кривизны траектория протона траектория электрона движение в поле однородное поле скорость частиц физика 9 класс Новый

Чтобы понять, каковы радиусы кривизны траекторий протона и электрона, движущихся с одинаковой скоростью в однородном магнитном поле, нам нужно рассмотреть несколько ключевых моментов.

Во-первых, радиус кривизны заряженной частицы в магнитном поле определяется по формуле:

R = mv / (qB)

где:

• R - радиус кривизны;
• m - масса частицы;
• v - скорость частицы;
• q - заряд частицы;
• B - магнитная индукция (постоянное магнитное поле).

Теперь давайте рассмотрим протон и электрон:

1. Протон:
   • Масса протона (m_p) примерно равна 1.67 * 10^-27 кг;
   • Заряд протона (q_p) равен +1.6 * 10^-19 Кл.
2. Электрон:
   • Масса электрона (m_e) примерно равна 9.11 * 10^-31 кг;
   • Заряд электрона (q_e) равен -1.6 * 10^-19 Кл.

Теперь подставим значения в формулу для радиуса кривизны:

1. Для протона:

R_p = (m_p * v) / (q_p * B)

2. Для электрона:

R_e = (m_e * v) / (|q_e| * B)

Обратите внимание, что заряд электрона берется по модулю, так как радиус кривизны всегда положителен.

Теперь, если мы сравним радиусы:

• Поскольку масса протона значительно больше массы электрона (m_p >> m_e), радиус кривизны протона будет больше радиуса кривизны электрона при одинаковых значениях скорости и магнитной индукции.
• Таким образом, если v и B одинаковы для обеих частиц, то:
R_p > R_e

В итоге, радиус кривизны траектории протона будет больше радиуса кривизны траектории электрона, когда они движутся с одинаковой скоростью в однородном магнитном поле.