Решить задачу
Нестабильная частица движется с релятивистской скоростью относительно лабораторной системы отсчё- та. Определите на какую долю от собственного времени жизни частицы произошло увеличение времени её жизни в лабораторной системе отсчёта, если известно, что собственное время жизни частицы по отношению к времени её жизни в лабораторной системе отсчёта равно 70,650%. В ответе укажите численное значение искомой вели- чины, округлённое до 3-х значащих цифр.
63 мГн
Объяснение:
Дано:
Wэ = 0,5 мДж = 0,5*10⁻³ Дж
ν = 400 кГц = 4*10⁵ Гц
qmax = 50 нКл = 50*10⁻⁹ Кл
L - ?
Запишем формулу Томсона:
T = 2π*√ (L*C)
Возведем обе части в квадрат:
T² = 4*π²*L*C
Отсюда индуктивность катушки:
L = T² / (4*π²*C) (1)
Итак, нам надо знать период T и емкость конденсатора С.
1) Период колебаний:
T = 1 / υ = 1 / 4*10⁵ = 2,5*10⁻⁶ c
2)
Емкость конденсатора найдем из формулы:
Wэ = q² / (2*C)
C = q² / (2*Wэ) = (50*10⁻⁹)² / (2*0,5*10⁻³) = 2,5*10⁻¹² Ф
3)
Найденные величины подставляем в формулу (1)
L = T² / (4*π²*C) = (2,5*10⁻⁶ )² / (4*3,14²* 2,5*10⁻¹²) ≈ 0,063 Гн или 63 мГн
Прежде чем мы приступим к анализу рисунка, давайте вспомним основные понятия, связанные с магнитными полями и заряженными частицами.
Магнитное поле возникает вокруг постоянных магнитов или протекающих электрических токов. Заряженная частица, двигаясь в магнитном поле, ощущает магнитную силу, которая действует на нее перпендикулярно к ее скорости.
Теперь обратимся к рисунку. Он показывает магнитное поле, направленное от нас, и влетающую в это поле частицу. Давайте проанализируем рисунок и определим заряд частицы.
Первое, на что следует обратить внимание, это направление силовых линий магнитного поля. В данном случае они направлены от верхней части рисунка к нижней.
Затем обратим внимание на направление скорости частицы. Она движется из левой части рисунка в правую.
Теперь давайте вспомним правило "левая рука винтовки". Оно позволяет определить направление магнитной силы на движущуюся заряженную частицу. Если левую руку направить по скорости частицы, а четыре пальца согнуть так, чтобы они указывали в направлении магнитных силовых линий, то большой палец показывает направление силы, действующей на заряженную частицу.
Исходя из этого, если сила направлена вниз, а частица движется слева направо, то заряд частицы должен быть отрицательным. Это означает, что частица имеет отрицательный электрический заряд.
Таким образом, ответ на ваш вопрос состоит в следующем: заряд частицы, влетевшей в магнитное поле, направленное от нас, со скоростью V, на которую действует сила F, является отрицательным.
Я надеюсь, что мой ответ был понятен и помог вам разобраться с этим вопросом. Если у вас еще есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их! Я всегда готов помочь.