Колебательный контур состоит из катушки длиной 0,2 м и диаметром 0,5 мм. Логарифмический декремент затухания равен 0,018. Определить емкость конденсатора в контуре.

Объяснение:

Плохо, что не написан какой изотоп бора, будем считать, что это ₅¹¹В.

Вычислим массу ядра бора: mя = mиз - 5* me =

= 11,00931 - 5*0,00055 = 11, 00656 а.е.м.

Вычислим суммарную массу 5-и протонов и 6-и нейтронов входящих в состав ядра бора: ∑m = 5*mp + 6*mn = 5*1,00728 + 6*1,00866 =

= 5,03640 + 6,05196 = 11,08836 а.е.м.

Вычислим дефект массы ядра бора: Δm = ∑m = mя = 11,08836 - 11,00656 = 0,08180 а.е.м.

Переведем в килограммы: 1 а.е.м. = 1,6606*10⁻²⁷ кг => Δm = 1,6606*10⁻²⁷ кг * 0,08180 ≈ 1,35837*10⁻²⁸ кг ≈ 1,36*10⁻²⁸ кг

Вычислим энергию связи ядра бора: E = m*c² =

= 1,35837*10⁻²⁸ кг * (3*10⁸ м/с)² ≈ 1,22*10⁻¹¹ Дж.

По горизонтали пучок движется по инерции, т.к. на него не действуют никакие силы, и проходит расстояние d, равное длине пластин:

d = V0 t => V0 = d / t.

по вертикали пучок движется по параболе под действием Кулоновской силы, которая равна по 2 закону Ньютона ma (пренебрегаем силой тяжести):

F = Ma,

E Q = Ma,

a = E Q / M.

при этом заряд Q пучка электронов равен Q = q * n, где q - заряд одного электрона, n - количество электронов

масса пучка электронов равна M = m * n, где m - масса одного электрона, n - число электронов

Тогда: a = E q / m.

по оси OY пучок электронов проходит расстояние, равное (начальная скорость в проекции на ось OY равна нулю, т.к. они перпендикулярны):

S = a t^2 / 2, где S - нам известно, 1 мм

S = E q t^2 / 2. Тогда

t = sqrt(2 S m / E q).

вернемся к движению относительно оси ОХ:

V0 = d / t = d / sqrt(2 S m / E q).

V0 = 5*10^-2 / sqrt(2 * 10^-3 * 9,1*10^-31 / 15*10^3 * 1,6*10^-19),

V0 = 5*10^-2 / sqrt(18,2*10^-34 / 24*10^-16),

V0 = 5*10^-2 / 8,706*10^-10,

V0 = 0,574*10^8 м/с