В данном вопросе мы имеем электрон, движущийся в однородном магнитном поле по окружности. Для решения задачи нам нужно использовать формулы, связывающие магнитное поле, радиус окружности и скорость электрона.
Основная формула, к которой мы обратимся, описывает радиус ( r ) траектории заряженной частицы в магнитном поле:
[ r = \frac{mv}{qB} ]
где:
- ( m ) — масса электрона,
- ( v ) — скорость электрона,
- ( q ) — заряд электрона,
- ( B ) — индукция магнитного поля,
- ( r ) — радиус окружности.
Нам нужно выразить скорость ( v ) из этой формулы:
[ v = \frac{qBr}{m} ]
Теперь подставим известные значения в эту формулу:
- ( m = 9{,}1 \times 10^{-31} ) кг,
- ( q = e = 1{,}6 \times 10^{-19} ) Кл,
- ( B = 4 \times 10^{-6} ) Тл,
- ( r = 6 ) см = 0,06 м (переведем сантиметры в метры).
Подставляем значения:
[ v = \frac{(1{,}6 \times 10^{-19} \text{ Кл}) \times (4 \times 10^{-6} \text{ Тл}) \times 0{,}06 \text{ м}}{9{,}1 \times 10^{-31} \text{ кг}} ]
Теперь произведем вычисления:
- Первоначально умножим числители:
[ 1{,}6 \times 4 = 6{,}4 ]
[ 6{,}4 \times 10^{-19} \text{ Кл} \times 10^{-6} \text{ Тл} = 6{,}4 \times 10^{-25} \text{ Кл} \cdot \text{Тл} ]
[ 6{,}4 \times 10^{-25} \times 0{,}06 = 3{,}84 \times 10^{-26} ]
- Теперь разделим это значение на массу электрона:
[ v = \frac{3{,}84 \times 10^{-26}}{9{,}1 \times 10^{-31}} ]
- Выполним деление:
[ v \approx 4{,}22 \times 10^4 \text{ м/с} ]
Таким образом, скорость движения электрона в данном магнитном поле составляет приблизительно ( 4{,}22 \times 10^4 ) м/с.