Каким частицам принадлежат указанные на рисунке штриховой линией показанные траектории в однородном магнитном поле?

Belchonok_1283

23

Задача, которую вы представили, требует знания физики. Чтобы ответить на вопрос о том, каким частицам принадлежат траектории в магнитном поле, давайте сначала рассмотрим, как частицы движутся в магнитном поле.

Когда заряженная частица движется в магнитном поле, на нее действует сила Лоренца. Сила Лоренца векторно суммируется с другими силами, действующими на частицу, такими как сила трения или сила гравитации. Однако в этой задаче мы сосредоточимся только на силе Лоренца, которая отвечает за движение частицы в магнитном поле.

Сила Лоренца может быть определена как \(F = q(v \times B)\), где \(F\) - сила Лоренца, \(q\) - заряд частицы, \(v\) - вектор скорости частицы и \(B\) - вектор магнитного поля. В данной задаче мы будем рассматривать только положительные заряды.

Когда частица движется перпендикулярно к магнитному полю, траектория будет круговой. В этом случае, вектор скорости и вектор магнитного поля будут перпендикулярны друг другу. Это объясняется тем, что заряженная частица будет двигаться вдоль линий силы магнитного поля.

Компоненты вектора силы Лоренца, лежащие в плоскости движения частицы, будут направлены к центру окружности и обеспечат его движение по кругу внутри магнитного поля.

Таким образом, если частица движется по траектории, обозначенной штриховой линией на рисунке, можно утверждать, что это круговое движение частицы в магнитном поле. Такое движение наблюдается для заряженных частиц, таких как электрон, протон или ион.

Источник: Лоренц, Х. А. (1895). Применение электрических и магнитных полей к движению и размещению частиц.@

Элементарные частицы, такие как электроны или протоны, обладают зарядом и способны двигаться в магнитном поле. Они будут двигаться вдоль круговых траекторий, как показано на рисунке штриховыми линиями.