Fysik

Magnetisme opgave

29. november 2015 af ChenYing (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej. Sidder fast i denne opgave. Håber nogle kan hjælpe

En partikelstråle løber gennem et hastighedsfilter med E=25,0 kV/m og B=0,150 T

a) Hvilke hastighed skal partiklerne have for at slippe gennem hastighedsfiltret?

Efter hastighedsfiltret kommer partiklerne ind i et område med et homogent magnetfelt der også er B=0,150 T og derefter kommer partiklerne ind i et område med detektorer. Der måles et kraftigt signal i en detektor i et punkt svarende til en baneradius på r1=274 cm og et svagere signal i en anden detektor svarende til r2=270,5 cm.

b) Hvilke atommassetal har partiklerne? Antag at der er tale om enkeltladede ioner.

Ionerne registreres som en lille elektrisk strøm i detektorerne.
I løbet af et tidsrum på 5,000 ms så en konstant strømstyrke er på I1 = 248,25 nA og I2=1,75 nA

c) Hvor mange ioner har hver detektor målt?

Brugbart svar (0)

Svar #1
29. november 2015 af mathon

a)
$v=\frac{E}{B}=\frac{25{,}0\cdot 10^{3}\; \frac{V}{m}}{0{,}150\; \frac{Vs}{m^2}}=1{,}6667\cdot 10^5\; \tfrac{m}{s}$

b)
$r=\frac{m\cdot v}{B\cdot |q|}$
$\Updownarrow$

$m=r\cdot \frac{ B\cdot |q|}{v}=r\cdot \frac{\left (0{,}150\; \frac{N}{A\cdot m} \right )\cdot \left ( 1{,}60218\cdot 10^{-19}As \right )}{1{,}6667\cdot 10^5\; \tfrac{m}{s}}=r\cdot \left ( 1{,}44196\cdot 10^{-25} \; \tfrac{kg}{m}\right )$

$m_1=r_1\cdot \left (1{,}44196\cdot 10^{-25}\: \tfrac{kg}{m} \right )=(2{,}74\; m)\cdot \left (1{,}44196\cdot 10^{-25}\: \tfrac{kg}{m} \right )$

$m_2=r_2\cdot \left (1{,}44196\cdot 10^{-25}\: \tfrac{kg}{m} \right )=(2{,}705\; m)\cdot \left (1{,}44196\cdot 10^{-25}\: \tfrac{kg}{m} \right )$

Brugbart svar (0)

Svar #2
29. november 2015 af mathon

$m_1=237{,}933\; u$

$m_2=234{,}893\; u$

Brugbart svar (0)

Svar #3
29. november 2015 af mathon

$N_1=\frac{(248{,}25\cdot 10^{-9}\; A)\cdot (5{,}000\cdot 10^{-3}\;s )}{1{,}60218\; As}=7{,}74727\cdot 10^9\;$

$N_2=\frac{(1{,}75\cdot 10^{-9}\; A)\cdot (5{,}000\cdot 10^{-3}\;s )}{1{,}60218\; As}=5{,}46132\cdot 10^7\;$

Svar #4
29. november 2015 af ChenYing (Slettet)

Mange tak!

Skriv et svar til: Magnetisme opgave

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.