Каков путь, по которому движется протон, когда он входит в магнитное поле под углом 180° к направлению вектора

Luna_V_Ocheredi

29

Для решения данной задачи необходимо учесть две основные характеристики движения протона в магнитном поле:

1. Заряд протона: протон имеет положительный заряд, обозначенный символом \( q \).
2. Вектор магнитной индукции: обозначается символом \( \vec{B} \).

Теперь рассмотрим движение протона в магнитном поле. При входе протона в магнитное поле под углом 180° к направлению вектора магнитной индукции, сила Лоренца, действующая на протон, будет направлена перпендикулярно движению протона и перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Сила Лоренца (\( \vec{F_L} \)), действующая на заряженную частицу в магнитном поле, определяется по следующей формуле:

\[ \vec{F_L} = q \cdot \vec{v} \times \vec{B} \]

где \( \vec{v} \) - вектор скорости протона.

Раскроем эту формулу подробнее.

1. Вектор скорости протона (\( \vec{v} \)) - это направление, указывающее на движение протона в магнитном поле. В условии задачи сказано, что он движется под углом 180° к направлению вектора магнитной индукции. Из этого следует, что скорость протона будет параллельна вектору магнитной индукции.

Теперь рассмотрим уравнение для силы Лоренца с учетом этих данных:

\[ \vec{F_L} = q \cdot |\vec{v}| \cdot |\vec{B}| \cdot \sin{\theta} \cdot \vec{n} \]

где \( \theta \) - угол между векторами \( \vec{v} \) и \( \vec{B} \),
а \( \vec{n} \) - единичный вектор, перпендикулярный плоскости, образованной векторами \( \vec{v} \) и \( \vec{B} \), и его направление может быть определено с помощью левой руки.

Так как в условии задачи сказано, что угол между вектором скорости протона и вектором магнитной индукции составляет 180°, то синус угла \( \theta \) равен нулю:

\[ \sin{180} = 0 \]

Таким образом, сила Лоренца на протон будет равна нулю. Из этого следует, что протон, движущийся под углом 180° к направлению вектора магнитной индукции, не изменит свой путь и будет двигаться прямолинейно без отклонений в магнитном поле.