Когда заряженная частица, такая как электрон, движется в магнитном поле, на нее действует сила, известная как сила Лоренца. Эта сила определяется следующим уравнением:
[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) ]
где:
- ( F ) — сила Лоренца,
- ( q ) — заряд частицы,
- ( v ) — скорость движения частицы,
- ( B ) — магнитная индукция,
- ( \theta ) — угол между направлением движения частицы и направлением магнитного поля.
В данном случае электрон движется перпендикулярно линиям магнитной индукции, поэтому угол (\theta) равен 90 градусам, а (\sin(90^\circ) = 1).
Теперь подставим данные в уравнение:
- Заряд электрона ( q = -1.6 \times 10^{-19} ) Кл,
- Скорость электрона ( v = 1.5 \times 10^6 ) м/с,
- Магнитная индукция ( B = 0.4 ) Тл.
Подставляем эти значения в уравнение:
[ F = (-1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \cdot (1.5 \times 10^6 \, \text{м/с}) \cdot (0.4 \, \text{Тл}) ]
[ F = -9.6 \times 10^{-14} \, \text{Н} ]
Модуль силы, действующей на электрон, равен ( 9.6 \times 10^{-14} \, \text{Н} ). Знак минус указывает на то, что направление силы противоположно направлению положительного заряда, так как электрон имеет отрицательный заряд. Сила Лоренца будет направлена перпендикулярно как скорости движения электрона, так и линиям магнитной индукции, что приведет к движению электрона по круговой траектории в плоскости, перпендикулярной магнитному полю.