Какова частота вращения электрона, который движется по окружности в магнитном поле с напряженностью h = 5·10^3 а/м?

Sladkiy_Angel

59

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится применить формулу для частоты вращения электрона в магнитном поле.

Формула для частоты вращения (w) электрона в магнитном поле задается выражением:

$$w=\frac{eB}{m}$$

Где:
w - частота вращения электрона (вращений в секунду),
e - заряд электрона (элементарный заряд, который равен 1,6 * 10^(-19) Кл),
B - напряженность магнитного поля (в амперах на метр),
m - масса электрона (константа, равная 9,1 * 10^(-31) кг).

В данной задаче нам дана напряженность магнитного поля h = 5·10^3 А/м. Мы знаем, что 1 А/м равно 1 Тл (тесла).
Поэтому, мы можем записать значение напряженности магнитного поля в теслах:

$$B=5\ast {10}^3Тл$$

Используя данную информацию, мы можем вычислить частоту вращения электрона следующим образом:

$$w=\frac{eB}{m}=\frac{(1,6\ast {10}^{(}-19)Кл)\ast (5\ast {10}^3Тл)}{9,1\ast {10}^{(}-31)кг}$$

Выполняем вычисления:

$$w=\frac{(1,6\ast 5)\ast {10}^{(}-19+3)}{9,1\ast {10}^{(}-31)}=\frac{8\ast {10}^{(}-16)}{9,1\ast {10}^{(}-31)}$$

Для выполнения деления чисел в экспоненциальной форме мы вычитаем показатели степени (вычисляем $(-16)-(-31)$):

$$w=\frac{8}{9,1}\ast {10}^{(}-16-(-31))=\frac{8}{9,1}\ast {10}^{(}-15)$$

Выполняем вычисления:

$$w\approx 0,879\ast {10}^{(}-15)\text{вращений в секунду}$$

Таким образом, частота вращения электрона, который движется по окружности в магнитном поле с напряженностью h = 5·10^3 а/м, составляет приблизительно 0,879 * 10^(-15) вращений в секунду.