FR-02477Materiał Freedu

Zadanie 9.2 (matura, maj 2019)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaIndukcja elektromagnetyczna, prąd przemienny, fale elektromagnetyczne

Źródło: Matura maj 2019, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2015), zad. 9.2

Zadanie 9, wspólne informacje. Zadanie 9. Dodatnie jony wpadaj ą w obszar jednorodnego pola magnetycznego tak, ż e ich pr ę dko ś ci s ą prostopad ł e do wektora indukcji magnetycznej. W obszarze pola magnetycznego tor jonu jest okr ę giem (lub fragmentem okr ę gu). Promienie tych okr ę gów zale żą od warto ś ci pr ę dko ś ci jonów, ich masy, ł adunku elektrycznego oraz od warto ś ci indukcji pola magnetycznego. Powy ż sze zjawisko wykorzystuje si ę do wyznaczania masy jonów. W tym celu pocz ą tkowo spoczywaj ą ce jony najpierw przyspiesza si ę w polu elektrycznym napi ę ciem U . Rozp ę dzone jony uzyskuj ą pewn ą pr ę dko ść , z któr ą opuszczaj ą obszar pola elektrycznego i wpadaj ą ሬ ሬԦ w obszar jednorodnego pola magnetycznego o wektorze indukcji B , prostopad ł ym do wektora pr ę dko ś ci jonu v ሬԦ . Jony zakre ś laj ą w polu magnetycznym pó ł okr ę gi, po czym wpadaj ą do detektora w odleg ł o ś ci d (zale żą cej m.in. od masy jonów) od ź ród ł a jonów (zobacz rys. poni ż ej). Zak ł adamy, ż e jony poruszaj ą si ę w pró ż ni, oraz pomijamy wp ł yw innych pól na ruch jonów. ሬ ሬԦ B A + v ሬԦ + + − detektor jonów r + U + d = 2 r

Zadanie 9.2. Zadanie 9.2. (0–3) W do ś wiadczeniu opisanym w zadaniu 9. znane s ą warto ść B wektora indukcji magnetycznej, napi ę cie U przyspieszaj ą ce jony oraz jest mierzona odleg ł o ść d . Wyprowad ź wzór pozwalaj ą cy na wyznaczenie masy jednokrotnie zjonizowanego jonu w zale ż no ś ci od warto ś ci U , B , d i warto ś ci e ł adunku elementarnego.

Podobne zadania