Физика
Заряженная частица (протон), прошедшая из состояния покоя ускоряющую разность потенциалов U = 100 B, влетает в плоский вакуумный конденсатор, в котором создано однородное электростатическое поле напряженностью Е = 4800 В/м. Вектор скорости частицы перпендикулярен линиям вектора напряженности поля. Длина обкладок конденсатора l = 5 см, расстояние между обкладками d = 5 см. После пролета конденсатора частица попадает в однородное магнитное поле с индукцией В = 100 мТл; угол между вектором скорости частицы и вектором индукции равен α = 300.
1. Используя законы механики и электромагнетизма, выведите формулы для расчета и найдите:
- скорость V0 частицы перед влетом в конденсатор;
- разность потенциалов ∆ф между обкладками конденсатора;
- электроемкость конденсатора С при условии, что обкладки его квадратные;
- смещение частицы X от прямолинейной траектории в момент вылета из конденсатора;
- кинетическую энергию частицы W(в Джоулях и электрон-вольтах) и ее скорость V в момент вылета из конденсатора;
- период обращения частицы Т при ее движении в магнитном поле;
- радиус R и шаг спирали h траектории частицы в магнитном поле.
Приведите расчеты, a результаты расчетов представьте в виде таблицы. Результаты расчетов С, X, R и h округляйте до двух знаков после запятой.
2. Изобразите в выбранном самостоятельно масштабе:
а) траекторию частицы в конденсаторе и вектор ее скорости в момент вылета;
б) траекторию частицы в магнитном поле.