Задача 79443 Протон p и нейтрон n влетают в...

GinaDaVinci

3 марта 2025 г. в 01:21

Протон p и нейтрон n влетают в однородное магнитное поле, перпендикулярно вектору магнитной индукции, причём скорость протона в 2 раза меньше скорости нейтрона.
Определите отношение F_n / F_p модулей сил, действующих со стороны магнитного поля на частицы.

admin

4 марта 2025 г. в 07:54

★

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, определяется законом:

[m]
F = |q| v B \sin{\alpha}
[/m]

где:

– [m] q [/m] — заряд частицы,
– [m] v [/m] — её скорость,
– [m] B [/m] — магнитная индукция,
– [m] \alpha [/m] — угол между вектором скорости и магнитной индукции (в данном случае [m] 90^\circ [/m], так как частицы влетают перпендикулярно полю, следовательно [m] \sin{90^\circ} = 1 [/m]).

Рассмотрим отдельно протон ([m] p [/m]) и нейтрон ([m] n [/m]):

1. Протон имеет заряд [m] q_p = e [/m] (элементарный заряд) и скорость [m] v_p [/m].
2. Нейтрон — нейтральная частица ([m] q_n = 0 [/m]), его заряд отсутствует.

Сила Лоренца для протона:

[m]
F_p = e v_p B
[/m]

Сила Лоренца для нейтрона:

[m]
F_n = 0
[/m]

Так как нейтрон не имеет заряда, на него сила со стороны магнитного поля не действует.

Теперь найдём отношение:

[m]
\frac{F_n}{F_p} = \frac{0}{e v_p B} = 0
[/m]

Ответ:

[m]
\frac{F_n}{F_p} = 0
[/m]