Вопрос задан 16.07.2026 в 19:19. Предмет Физика. Спрашивает Юхно Кирилл.

19.44. Электрон влетает в однородное магнитное поле, индукция которого 2,5·10⁻³ Тл, и движется в нём по окружности радиусом 40 см. Вектор его скорости образует угол 90° с направлением магнитного поля. Определите кинетическую энергию электрона.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Максакова Екатерина.

Сила Лоренца сообщает электрону центростремительное ускорение:

∣e∣vB=mv2r.|e|vB=\frac{mv^2}{r}.

Так как скорость перпендикулярна магнитному полю (α=90∘\alpha=90^\circ), sin⁡α=1\sin\alpha=1. Отсюда скорость электрона:

v=∣e∣Brm.v=\frac{|e|Br}{m}.

Кинетическая энергия:

Ek=mv22.E_k=\frac{mv^2}{2}.

Подставим выражение для скорости:

Ek=12m(∣e∣Brm)2=e2B2r22m.E_k=\frac{1}{2}m\left(\frac{|e|Br}{m}\right)^2 =\frac{e^2B^2r^2}{2m}.

Дано:

B=2,5⋅10−3 Тл,r=40 см=0,40 м,B=2{,}5\cdot10^{-3}\ \text{Тл}, \qquad r=40\ \text{см}=0{,}40\ \text{м}, ∣e∣=1,6⋅10−19 Кл,me=9,1⋅10−31 кг.|e|=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}, \qquad m_e=9{,}1\cdot10^{-31}\ \text{кг}. Ek=(1,6⋅10−19)2(2,5⋅10−3)2(0,40)22⋅9,1⋅10−31.E_k= \frac{(1{,}6\cdot10^{-19})^2(2{,}5\cdot10^{-3})^2(0{,}40)^2} {2\cdot9{,}1\cdot10^{-31}}. Ek≈1,4⋅10−14 Дж.E_k\approx1{,}4\cdot10^{-14}\ \text{Дж}.

В электрон-вольтах:

Ek=1,4⋅10−141,6⋅10−19≈8,8⋅104 эВ.E_k=\frac{1{,}4\cdot10^{-14}}{1{,}6\cdot10^{-19}} \approx8{,}8\cdot10^4\ \text{эВ}. Ek≈1,4⋅10−14 Дж≈88 кэВ.\boxed{E_k\approx1{,}4\cdot10^{-14}\ \text{Дж}\approx88\ \text{кэВ}.}

При этом найденная по классической формуле скорость составляет примерно 1,76⋅108 м/с1{,}76\cdot10^8\ \text{м/с}, то есть около 0,59c0{,}59c. Поэтому при строгом учёте релятивистских эффектов энергия будет немного меньше: примерно 81 кэВ81\ \text{кэВ}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос