Πώς μετακινείται ένα σωματίδιο άλφα μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο;

Ένα σωματίδιο άλφα, το οποίο είναι ουσιαστικά ένας πυρήνας ηλίου (δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια), θα κινηθεί σε κυκλική διαδρομή όταν εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Εδώ είναι γιατί:

1. Η θεμελιώδης αρχή:

* Φορτισμένα σωματίδια και μαγνητικά πεδία: Ένα φορτισμένο σωματίδιο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο βιώνει μια δύναμη. Αυτή η δύναμη είναι κάθετη τόσο στην ταχύτητα του σωματιδίου όσο και στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

* Κανόνας δεξιού χεριού: Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον κανόνα δεξιά για να καθορίσετε την κατεύθυνση αυτής της δύναμης. Τοποθετήστε τον αντίχειρά σας προς την κατεύθυνση της ταχύτητας του σωματιδίου, τα δάχτυλά σας προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και η παλάμη σας θα δείξει προς την κατεύθυνση της δύναμης.

2. Κυκλική κίνηση:

* Κεντριές δύναμη: Η δύναμη που ασκείται στο σωματίδιο άλφα από το μαγνητικό πεδίο λειτουργεί ως κεντρομόλος δύναμη, κατευθύνοντας συνεχώς το σωματίδιο προς το κέντρο ενός κύκλου.

* ακτίνα του κύκλου: Η ακτίνα αυτής της κυκλικής διαδρομής εξαρτάται από το φορτίο του σωματιδίου (Q), την ταχύτητα (V), την αντοχή του μαγνητικού πεδίου (b) και τη μάζα (m). Ο τύπος είναι:

* R =(MV) / (QB)

3. Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδρομή:

* Αντοχή του μαγνητικού πεδίου: Ένα ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο θα οδηγήσει σε μια αυστηρότερη κυκλική διαδρομή (μικρότερη ακτίνα).

* ταχύτητα του σωματιδίου άλφα: Ένα ταχύτερο μετακίνησης σωματιδίου άλφα θα ταξιδέψει σε μεγαλύτερο κύκλο.

* Φόρτιση του σωματιδίου άλφα: Δεδομένου ότι τα σωματίδια άλφα έχουν θετικό φορτίο, θα εκτρέπονται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση που βασίζεται στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

Παράδειγμα:

Φανταστείτε ένα σωματίδιο άλφα που εισέρχεται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο που κατευθύνεται στη σελίδα. Η ταχύτητα του σωματιδίου άλφα αρχικά κατευθύνεται προς τα δεξιά. Ο κανόνας του δεξιού μας λέει ότι η δύναμη στο σωματίδιο άλφα θα είναι προς τα πάνω. Αυτή η δύναμη θα προκαλέσει τη μετακίνηση του σωματιδίου άλφα σε μια κυκλική διαδρομή, κάμπτοντας προς τα πάνω.

Βασικά σημεία:

* Το σωματίδιο άλφα θα κινείται πάντα κάθετα στις γραμμές μαγνητικού πεδίου.

* Η ακτίνα της κυκλικής διαδρομής είναι άμεσα ανάλογη προς την ορμή του σωματιδίου άλφα (MV).

* Η κατεύθυνση της κυκλικής διαδρομής εξαρτάται από το φορτίο του σωματιδίου άλφα και την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε ένα διάγραμμα ή πιο λεπτομερή εξήγηση για οποιοδήποτε από αυτά τα σημεία!