Εκτροπή σωματιδίου από σωληνοειδές

Ένα σωληνοειδές «απείρου μήκους» με πυκνότητα σπειρών n = 2500σπείρες/m, διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι = √2/πΑ. Η διάμετρος κάθε σπείρας είναι Δ = 60cm. Θεωρούμε ότι εξωτερικά του σωληνοειδούς, δεν υφίσταται μαγνητικό πεδίο, ενώ στο εσωτερικό του το μαγνητικό πεδίο είναι ομογενές. Ένα ηλεκτρόνιο μάζας m = 9∙10-31kg και φορτίου q = -1,6∙10-19C, επιταχύνεται από την ηρεμία μεταξύ δύο σημείων Α και Γ, με VΑΓ = -16∙103V και αμέσως εισέρχεται στο σωληνοειδές σε διεύθυνση, που διέρχεται από τον άξονα του σωληνοειδούς κάθετα σε αυτόν. Το σωματίδιο αποκλίνει από την αρχική του διεύθυνση κίνησης και εξέρχεται από το σωληνοειδές σε σημείο Δ. Στο παρακάτω σχήμα, φαίνεται μια κάθετη τομή του σωληνοειδούς.

Δίνεται μ0 = 4π∙10-7 Ν/Α2και ότι δεν έχουμε σχετικιστικά φαινόμενα.

α) Βρείτε την κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου και το μέτρο υΓ της ταχύτητας του ηλεκτρονίου στο σημείο Γ.
β) Σχεδιάστε στο σχήμα τη φορά της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του σωληνοειδούς και τη φορά του ρεύματος σε κάθε σπείρα. Ποιο είναι το μέτρο της έντασης αυτού του μαγνητικού πεδίου;
γ) Να βρείτε τη γωνία απόκλισης φ του σχήματος, μεταξύ των διευθύνσεων εισόδου και εξόδου του ηλεκτρονίου.
δ) Ποια είναι η μεταβολή της ορμής του ηλεκτρονίου εξαιτίας της δύναμης Lorentz;
ε) Πόσο είναι το χρονικό διάστημα που διαρκεί η διέλευση του ηλεκτρονίου από το μαγνητικό πεδίο;

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Ένα σε έλικα και ένα σε ευθεία

Ένα σωματίδιο Σ1 μάζας m και φορτίου q επιταχύνεται μεταξύ δύο σημείων Α, O διαφοράς δυναμικού VΑΟ = και στο σημείο O εισέρχεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β με  ταχύτητα υ1, που σχηματίζει γωνία θ με την κατεύθυνση του Β. Την ίδια στιγμή ένα άλλο σωματίδιο Σ2 ίδιας μάζας και φορτίου, εκτοξεύεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο από το ίδιο σημείο Ο, στην κατεύθυνση του Β με ταχύτητα υ2.

Να αγνοήσετε την ηλεκτρική αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων.

i) Το χρονικό διάστημα, μέχρι τη συνάντηση των δύο σωματιδίων είναι

Συνέχεια 

Συνέχεια %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Η απόκλιση της δέσμης ηλεκτρονίων από ένα μαγνητικό πεδίο

Μια οριζόντια δέσμη ηλεκτρονίων, εισέρχεται με σχεδόν μηδενική ταχύτητα στο σημείο Α ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου, που δημιουργήθηκε ανάμεσα στους κατακόρυφους οπλισμούς επίπεδου πυκνωτή. Επιταχύνεται προς τα δεξιά και εξέρχεται από το σημείο Γ, όπως στο σχήμα.
Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων εισόδου-εξόδου είναι VA – VΓ = -4,5.103V. Αμέσως μετά την έξοδό της από το ηλεκτρικό πεδίο, η δέσμη εισέρχεται σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο, με φορά προς τη σελίδα και μέτρο έντασης Β = 1,25∙10-5 Τ.
α) Βρείτε την κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου και το μέτρο υΓ της ταχύτητας ενός ηλεκτρονίου στο σημείο Γ.
β) Να εξηγήσετε γιατί η δέσμη θα αποκλίνει κατακόρυφα από την αρχική πορεία της και να υπολογίσετε αυτή την απόκλιση, μετά από οριζόντια διαδρομή x = 2,7mm.
γ) Ποιο είναι το μέτρο της μεταβολής της ορμής ενός ηλεκτρονίου για την παραπάνω διαδρομή;
δ) Πόσο χρόνο χρειάζεται ένα ηλεκτρόνιο για να διανύσει την οριζόντια διαδρομή x;
Δίνονται: μάζα ηλεκτρονίου m = 9∙10-31kg, φορτίο ηλεκτρονίου q = -1,6∙1019C, βαρυτικές δυνάμεις αμελητέες και ημ(0,2π) = 0,6

Απάντηση 

Απάντηση %ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11

Video: Κίνηση δέσμης ηλεκτρονίων σε Μ.Π.

Δείτε την επίδραση μαγνητικού πεδίου σε δέσμη ηλεκτρονίων

Video-Κίνηση φορτισμένου σωματιδίου σε μαγνητικό πεδίο

Παρατηρήστε την επίδραση μαγνητικού πεδίου σε δέσμη ηλεκτρονίων

Στατικός Ηλεκτρισμός στην οθόνη τηλεόρασης

Δείτε εδώ ένα ενδιαφέρον πείραμα που αποδεικνύει την ύπαρξη ηλεκτρικού φορτίου στην οθόνη τηλεόρασης CRT. Το ίδιο φαινόμενο παρατηρούμε και εδώ με μια ηλεκτρική μυγοσκοτώστρα.

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

26/5/1770: Λήγει η αποτυχημένη επαναστατική προσπάθεια των Ελλήνων το 1770 (Ορλοφικά)
Η αποτυχημένη επανάσταση των Ελλήνων το 1770, γνωστή και ως Ορλωφικά ή Ορλοφικά, υποκινήθηκε από τους Ρώσους εναντίον των Οθωμανών κατά τη διάρκεια του Ρωσοτουρκικού πολέμου (1768-74). Στη διάρκειά της σημειώθηκαν εξεγέρσεις σε διάφορα μέρη της νησιωτικής και ηπειρωτικής Ελλάδας, στην Ήπειρο, τη Θεσσαλία, τη Στερεά Ελλάδα και κυρίως στην Πελοπόννησο. Πήρε το όνομα της από τους υποκινητές των Ρώσων αξιωματούχων αδελφών Ορλώφ.
   - Σχετικές αναρτήσεις

Άνοιγμα μενού
Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων