В данном случае мы имеем дело с движением заряженной частицы в однородном магнитном поле. Когда заряженная частица влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, она начинает двигаться по окружности. Радиус этой окружности можно определить, используя следующие формулы и данные.
Дано:
- Индукция магнитного поля ( B = 1 \, \text{Тл} )
- Скорость частицы ( v = 5 \times 10^6 \, \text{м/с} )
- Заряд частицы ( q = 3.2 \times 10^{-19} \, \text{Кл} )
- Масса частицы ( m = 6.65 \times 10^{-27} \, \text{кг} )
Формула для радиуса окружности, по которой движется заряженная частица в магнитном поле, выглядит следующим образом:
[ r = \frac{mv}{qB} ]
Подставим известные значения в эту формулу:
[ r = \frac{(6.65 \times 10^{-27} \, \text{кг}) \times (5 \times 10^6 \, \text{м/с})}{(3.2 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \times (1 \, \text{Тл})} ]
Теперь произведем вычисления:
Умножим массу на скорость:
[ 6.65 \times 10^{-27} \, \text{кг} \times 5 \times 10^6 \, \text{м/с} = 33.25 \times 10^{-21} \, \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
Умножим заряд на индукцию магнитного поля:
[ 3.2 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \times 1 \, \text{Тл} = 3.2 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \cdot \text{Тл} ]
Разделим результат первого умножения на результат второго умножения:
[ r = \frac{33.25 \times 10^{-21}}{3.2 \times 10^{-19}} ]
Выполним деление:
[ r = \frac{33.25}{3.2} \times 10^{-21 + 19} ]
[ r \approx 10.39 \times 10^{-2} \, \text{м} ]
[ r \approx 0.1039 \, \text{м} ]
Таким образом, радиус окружности, по которой движется ядро атома гелия в данном однородном магнитном поле, составляет примерно ( 0.1039 \, \text{м} ).