3. В однородном магнитном поле с индукцией В=0,2 Тл движется альфа-частица со скоростью v=3·10^5 м/с под углом 30° к линиям магнитной индукции. Определите силу Лоренца, действующую на частицу.

Решение:

Сила Лоренца вычисляется по формуле:

\[ F_L = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin(\alpha) \]

где:

• \( q \) — заряд альфа-частицы;
• \( v \) — скорость альфа-частицы;
• \( B \) — индукция магнитного поля;
• \( \alpha \) — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Для альфа-частицы:

• Заряд \( q = +2e \), где \( e = 1.6 \times 10^{-19} \) Кл (элементарный заряд). Таким образом, \( q = 2 \times 1.6 \times 10^{-19} = 3.2 \times 10^{-19} \) Кл.
• Скорость \( v = 3 \times 10^5 \) м/с.
• Индукция магнитного поля \( B = 0.2 \) Тл.
• Угол \( \alpha = 30^{\circ} \), поэтому \( \sin(\alpha) = \sin(30^{\circ}) = 0.5 \).

Подставляем значения в формулу:

\[ F_L = (3.2 \times 10^{-19} \text{ Кл}) \cdot (3 \times 10^5 \text{ м/с}) \cdot (0.2 \text{ Тл}) \cdot 0.5 \]

\[ F_L = 3.2 \times 3 \times 0.2 \times 0.5 \times 10^{-19+5} \text{ Н} \]

\[ F_L = 3.2 \times 3 \times 0.1 \times 10^{-14} \text{ Н} \]

\[ F_L = 3.2 \times 0.3 \times 10^{-14} \text{ Н} \]

\[ F_L = 0.96 \times 10^{-14} \text{ Н} = 9.6 \times 10^{-15} \text{ Н} \]

Ответ: Сила Лоренца, действующая на альфа-частицу, составляет \( 9.6 \times 10^{-15} \) Н.