СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задания Д10 B19 № 2111

В камере Вильсона, помещенной во внешнее магнитное поле таким образом, что вектор магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка на нас, были сфотографированы треки 2-х частиц. Какой из треков может принадлежать протону?

 

1) только 1-й

2) только 2-й

3) 1-й и 2-й

4) ни один из приведенных

Решение.

На заряженные частицы в камере Вильсона действует сила Лоренца, сообщающая им центростремительное ускорение. Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: «Если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно ей, а четыре пальца были направлены по току (по движению положительно заряженной частицы или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на большой палец покажет направление действующей силы Лоренца». Мысленно проделав указанные действия, получаем, что оба трека соответствуют положительно заряженным частицам. Таким образом, оба трека могут соответствовать протону.

Ответ: 3.

Спрятать решение · · Видеокурс ·
Елена К. (Сургут) 29.05.2012 14:02

Здравствуйте! На рисунке направление тока, в отличие от линий индукции магнитного поля, никак не обозначено...Подскажите пожалуйста, куда направлен ток и почему.

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

В условии сказано, что это треки влетевших в камеру Вильсона частиц, то есть это не совсем токи. За направление тока выбирается направление положительных переносчиков заряда, а влетающие частицы могут быть заряжены отрицательно. Естественно, что частицы влетают с краю камеры Вильсона и дальше начинают в ней двигаться по спирали, а не возникают где-то в середине и вылетают наружу.

Елена К. (Сургут) 29.05.2012 14:43

Вот именно потому, что частицы могут переносить и отрицательный заряд и положительный непонятно, куда направить 4 пальца :)

Алексей (Санкт-Петербург)

Есть два способа по определению направления силы при помощи правила левой руки:

1) Всегда направляем 4 пальца по скорости частицы. Оставленный большой палец покажет силу, действующую на положительную частицу. Если частица на самом деле заряжена отрицательно, то сила будет направлена противоположно. В данной задаче, получается, что обе частицы закручиваются "направо", то есть туда, куда и указывает большой палец, а значит, это положительные частицы.

2) Если Вы сразу знаете, что частица отрицательная, например, в условии сказано, что это электрон. То можно 4 пальца направлять против скорости, тогда большой палец сразу покажет направление силы.

Как именно направлять руку в случае отрицательно заряженных частиц  —   вопрос удобства, разные люди предпочитают разные способы :)

Главное, запомните для себя один правильный способ и всегда его используйте, чтобы не ошибаться.

оксана абдуллаева (Дагестанские огни) 31.05.2012 20:07

Какое-то не понятное задание,я не разберусь как определить куда направлена скорость частиц

Алексей (Санкт-Петербург)

Спирали на рисунке  —   это траектории частиц. Скорости всегда направлены по касательной к траектории.

На приведенной здесь картинке нарисованы скорости обеих частиц в разные моменты времени.

Возможно, Вас смущает то, что траектории представляют собой спирали, а не окружности. Попробую немного пояснить.

Когда заряженная частица влетает в магнитное поле перпендикулярно силовым линия, она начинает двигаться по окружности под действием силы Лоренца. Сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно вектору скорости, поэтому она не способна изменять его величину, она меняет только его направление. Но в Камере Вильсона на частицу могут действовать и другие силы (например, со стороны наполняющего камеру перенасыщенного пара), которые постепенно уменьшают ее скорость. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению радиуса вращения, вот и получается спираль. Как-то так, наверное, :)

Елена К. (Сургут) 01.06.2012 15:53

Эти два способа я впервые вообще вижу. Теперь все предельно ясно :) Спасибо огромное!