ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
2
2
||
R
R
ve
p
m
π
π
=
Сократим на π
R и перепишем это выражение в виде:
vRep
m
||
2
1
=
(3)
В полученном выражении известной является ско-
рость электрона, которая связана с радиусом
R окружности,
по которой он движется, соотношением
R = mv/(QB)
(см. пример 6). Заменив
Q на |е|, найдем интересующую нас
скорость
v = |e|BR/m и подставим ее в формулу (3):
m
BRe
p
m
2
||
22
=
Убедимся в том, что правая часть равенства дает
единицу измерения магнитного момента (А⋅м
2
):
[
]
[]
[
]
[]
=
⋅⋅
⋅
=
⋅⋅
=
мА1кг1
Н1)Кл1(
кг1
)м1(Тл1)Кл1(
m
RBe
222
22
2
2
222
мА1
скгмА1
ммкгc)A1(
⋅=
⋅
⋅
⋅
⋅⋅⋅⋅
=
Произведем вычисления:
2
2122
31
2219
m
мnА03,7
мА1003,7мА
101,92
)05,0(2,0)106,1(
p
⋅=
=⋅⋅=⋅
⋅⋅
⋅⋅⋅
=
−
−
−
Пример 8. Электрон движется в однородном маг-
нитном поле (
В = 10 мТл) по винтовой линии, радиус R ко-
торой равен 1 см и шаг
h = 6 см. Определить период T об-
ращения электрона и его скорость
v.
Решение. Электрон будет двигаться по винтовой ли-
нии, если он влетает в однородное магнитное поле под не-
которым углом (α ≠ π/2)к линиям магнитной индукции.
Разложим, как это показано на рис.11, скорость
v электрона
на две составляющие: параллельную вектору,
v
||
, и перпен-
дикулярную ему,
v
⊥
. Скорость v
||
в магнитном поле не изме-
няется и обеспечивает перемещение электрона вдоль сило-
вой линии. Скорость
v
⊥
в результате действия силы Лоренца
будет изменяться только по направлению (
л
F
r
⊥
⊥
v
r
) (в от-
сутствие параллельной составляющей,
v
||
= 0, движение
электрона происходило бы по окружности в плоскости,
перпендикулярной линиям индукции). Таким образом, элек-
трон будет участвовать одновременно в двух движениях:
равномерном перемещении со скоростью
v
||
и равномерном
движении по окружности со скоростью
v
⊥
.
Период обращения электрона связан с перпендику-
лярной составляющей скорости соотношением:
⊥
=
vRT /2
π
(1)
Найдем отношение
R/v
⊥
. Для этого воспользуемся
тем, что сила Лоренца сообщает электрону нормальное ус-
корение
a
n
= v
⊥
2
/R. Согласно второму закону Ньютона
можно написать
Рис.11.
(1A) 2 ⋅ c 2 ⋅ кг ⋅ м ⋅ м 2 = 2 = 1А ⋅ м 2 1А ⋅ м ⋅ кг ⋅ с Произведем вычисления: (1,6 ⋅ 10 −19 ) 2 ⋅ 0,2 ⋅ (0,05) 2 pm = − 31 А ⋅ м 2 = 7,03 ⋅ 10 −12 А ⋅ м 2 = 2 ⋅ 9,1 ⋅ 10 = 7,03nА ⋅ м 2 Пример 8. Электрон движется в однородном маг- нитном поле (В = 10 мТл) по винтовой линии, радиус R ко- торой равен 1 см и шаг h = 6 см. Определить период T об- ращения электрона и его скорость v. Решение. Электрон будет двигаться по винтовой ли- Рис.11. нии, если он влетает в однородное магнитное поле под не- |e|v 2 которым углом (α ≠ π/2)к линиям магнитной индукции. pm = πR Разложим, как это показано на рис.11, скорость v электрона 2πR на две составляющие: параллельную вектору, v||, и перпен- Сократим на πR и перепишем это выражение в виде: дикулярную ему, v⊥. Скорость v|| в магнитном поле не изме- 1 няется и обеспечивает перемещение электрона вдоль сило- pm = | e | vR (3) 2 вой линии. Скорость v⊥ в результате действия силы Лоренца В полученном выражении известной является ско- r r будет изменяться только по направлению ( Fл ⊥ v ⊥ ) (в от- рость электрона, которая связана с радиусом R окружности, по которой он движется, соотношением R = mv/(QB) сутствие параллельной составляющей, v|| = 0, движение (см. пример 6). Заменив Q на |е|, найдем интересующую нас электрона происходило бы по окружности в плоскости, скорость v = |e|BR/m и подставим ее в формулу (3): перпендикулярной линиям индукции). Таким образом, элек- трон будет участвовать одновременно в двух движениях: | e2 | BR 2 pm = равномерном перемещении со скоростью v|| и равномерном 2m движении по окружности со скоростью v⊥ . Убедимся в том, что правая часть равенства дает Период обращения электрона связан с перпендику- единицу измерения магнитного момента (А⋅м2): лярной составляющей скорости соотношением: [ ] [ ] e 2 [B] R 2 = (1Кл) 2 ⋅ 1Тл ⋅ (1м) 2 (1Кл) 2 ⋅ 1Н = = T = 2πR / v⊥ (1) [m] 1кг 1кг ⋅ 1А ⋅ м Найдем отношение R/v⊥ . Для этого воспользуемся тем, что сила Лоренца сообщает электрону нормальное ус- корение an = v⊥2 /R. Согласно второму закону Ньютона можно написать
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »