Траектория полёта протона влетающего в однородное магнитное роле под углом 90 градусов к линиям магнитной индукции
Траектория полёта протона влетающего в однородное магнитное роле под углом 90 градусов к линиям магнитной индукции
Траектория полёта будет окружностью.
Когда протон влетает под углом 90 градусов к линиям магнитной индукции, он будет двигаться в круговой траектории в плоскости, перпендикулярной к магнитному полю. Это происходит из-за силы Лоренца, которая действует на заряженые частицы в магнитном поле.
Сила Лоренца направлена перпендикулярно к скорости протона и к магнитному полю. В результате протон начнет двигаться по окружности с радиусом, определяемым магнитным полем, зарядом протона и его скоростью.
Таким образом, траектория полета протона в магнитном поле будет представлять собой окружность или спираль, в зависимости от дальности полета и других факторов.
Когда протон влетает в однородное магнитное поле под углом 90 градусов к линиям магнитной индукции, на него действует сила Лоренца. Эта сила всегда перпендикулярна как вектору скорости частицы, так и вектору магнитной индукции. В результате этой силы протон будет двигаться по круговой траектории.
Сила Лоренца: Сила, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, определяется выражением: [ \mathbf{F} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B}) ] где (\mathbf{F}) — сила Лоренца, (q) — заряд частицы (в случае протона это положительный заряд), (\mathbf{v}) — вектор скорости частицы, (\mathbf{B}) — вектор магнитной индукции, а (\times) обозначает векторное произведение.
Центростремительная сила: Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости, она не изменяет величину скорости частицы, но изменяет её направление, заставляя частицу двигаться по окружности. Эта сила играет роль центростремительной силы: [ F = \frac{mv^2}{r} ] где (m) — масса протона, (v) — его скорость, (r) — радиус окружности.
Радиус траектории: Радиус траектории протона в магнитном поле можно вычислить из условия, что сила Лоренца равна центростремительной силе: [ qvB = \frac{mv^2}{r} ] Отсюда радиус: [ r = \frac{mv}{qB} ]
Период обращения: Период обращения (T) — это время, за которое протон совершает один полный оборот по круговой траектории. Он определяется выражением: [ T = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi m}{qB} ] Заметьте, что период не зависит от скорости протона, а зависит только от его массы, заряда и величины магнитного поля.
Таким образом, траектория полёта протона в однородном магнитном поле, в которое он влетает перпендикулярно линиям магнитной индукции, является окружностью. Протон движется с постоянной скоростью по окружности за счёт действия силы Лоренца, которая служит центростремительной силой. Радиус и период движения зависят от индукции магнитного поля, массы и заряда протона, а также его начальной скорости.
