半径为R的绝缘筒中存在有磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m,电荷量为q(不计重力)的正离子以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒中.若粒子与筒碰撞两次后又从C孔飞出(不计碰撞能量损
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/28 18:57:22
半径为R的绝缘筒中存在有磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m,电荷量为q(不计重力)的正离子以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒中.若粒子与筒碰撞两次后又从C孔飞出(不计碰撞能量损
半径为R的绝缘筒中存在有磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m,电荷量为q(不计重力)的正离子以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒中.若粒子与筒碰撞两次后又从C孔飞出(不计碰撞能量损失及碰撞时间),则粒子在筒中运动时间为_____
半径为R的绝缘筒中存在有磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m,电荷量为q(不计重力)的正离子以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒中.若粒子与筒碰撞两次后又从C孔飞出(不计碰撞能量损
每次不考虑能量损失和碰撞时间,显然,离子的线速度不变为 v
而碰撞两次后从原位置射出,表明离子在圆筒中经历了三次半径相同,圆心不同的匀速圆周运动,每次运动经历一个半径相等圆弧,且该弧线与圆筒相交处,弧线的切线和圆筒切线垂直
以上结论可以这样证明:离子进入圆筒后运动轨迹在这样一个圆上:过 C 处作圆筒的切线,切线上距离 c 为 r 处的 点 d 为圆心,r = cd 为半径的圆.该圆除c外与圆筒相交于点 e,这里假定圆筒截面圆心为 o,有:
oc = oe = R,cd = de = r,od 为共同边,三角形 ocd,oed 全等,因 oc 垂直于 cd,故 oe 垂直于 de
这样,每次碰撞后的运动轨迹,轨道半径相同,和圆筒界面相交的割距 ce,ex,xc 也相同,显然,圆心角 coe,eox,xoc 也相同,为 2π/3
由此可以得出,四边形 ocde 中,三角形 cde 为等边三角形 r = sqrt(3)R
三个弧线总长度相当于 πr = πsqrt(3)R
t = πr/v = πRsqrt(3)/v