质量为 6.5 的两种同位素的离子10^-26公斤和6.810^-26 kg,通过 0.5 T 的电势差加速,飞入垂直于感应线、感应力为 0.5 T 的均匀场中。如果每个离子的电荷等于电子电荷,则有必要确定磁场中同位素离子轨迹半径的差异。
回答:
让我们写出离子在磁场中的运动方程:
F = q v B,
其中 q 是离子的电荷,v 是离子的速度,B 是磁场感应。
作用在离子上的力垂直于其速度并指向垂直于磁场感应线的平面。
离子速度模量可以用电势差来表示:
v = sqrt(2qU/m),
其中 U 是电势差,m 是离子的质量。
那么离子轨迹的半径可以用其速度来表示:
R = mv/qB。
将表达式代入速度,我们得到:
R = sqrt(2mU)/qB。
让我们计算每种同位素的半径:
R1 = 开方(26,510^-260,5)/(1,610^-19*0.5) ≈ 0.291 m。
R2 = 开方(26,810^-260,5)/(1,610^-19*0.5) ≈ 0.303 m。
答:同位素离子在磁场中运动轨迹的半径差约为0.012 m。
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该问题需要确定磁场中同位素离子轨迹半径的差异(如果每个离子的电荷等于电子电荷)。
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产品描述:
质量为 6.5 的两种同位素的离子10^-26公斤和6.810^-26 kg,通过 0.5 V 的电势差加速,飞入垂直于感应线的感应强度为 0.5 Tesla 的均匀磁场中。每个离子的电荷等于电子电荷。
为了解决这个问题,需要使用磁场中粒子轨迹半径的公式:
r = mv/qB
其中r是轨迹半径,m是粒子质量,v是粒子速度,q是粒子电荷,B是磁场感应。
使用这个公式,我们可以表达两种同位素离子的轨迹半径:
r1 = (m1v)/qB = (6,510^-26 千克 * 开方(2q0.5V/m1)) / q * 0.5 Tl = 4.1510^-3米 r2 = (m2v)/qB = (6,810^-26 千克 * 开方(2q0.5V/m2)) / q * 0.5 T = 4.2610^-3米
其中 m1 和 m2 分别是第一个和第二个同位素的质量。
因此,同位素离子的轨迹半径将相差 0.11*10^-3 m。
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