№№ заданий Пояснения Ответы Ключ Добавить инструкцию Критерии
Источник Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ Справка
PDF-версия PDF-версия (вертикальная) PDF-версия (крупный шрифт) PDF-версия (с большим полем) Версия для копирования в MS Word
Задания
Задание 17 № 5170

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью \alpha–частица, радиус окружности, частота обращения и энергия \alpha–частицы по сравнению с протоном должны:

 

1) увеличиться

2) уменьшиться

3) не измениться

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

Радиус окружностиЧастота обращенияЭнергия частицы

Спрятать решение

Решение.

На заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, которая сообщает ей центростремительное ускорение:

 

F_Л=qB\upsilon = дробь, числитель — m\upsilon в степени 2 , знаменатель — R равносильно R= дробь, числитель — m\upsilon , знаменатель — qB

Поскольку массы и заряды протона и \alpha-частицы связаны соотношениями

 

m_\alpha \approx 4 m_p, \quad q_\alpha = 2 q_p,

заключаем, что радиус окружности, по которой будет двигаться \alpha-частица, приблизительно в 2 раза больше, чем у протона.

Частота обращения связана с радиусом траектории и скоростью соотношением

 

\nu= дробь, числитель — \upsilon , знаменатель — 2 Пи R

Поскольку радиус траектории у \alpha-частицы больше, частота обращения у нее меньше. Энергия увеличится, поскольку возрастет масса.

 

Ответ: 121.