9. Изучение треков 1) заряженных частиц по фотографии 2) Цель работы: определить тип заряженной частицы по резуль- татам сравнения её трека с треком протона в камере Вильсона, по- мещённой в магнитное поле. Оборудование: фотографии треков заряженных частиц, уголь- ник, линейка, карандаш. Подготовка к работе 1. Изучите описание работы. *2. Запишите в тетради вывод всех формул, используемых в ра- боте (§ 4), и повторите § 28. Описание работы На рисунке 5 изображены в натуральную величину треки двух заряженных частиц, движущихся с одной и той же по модулю скоростью в однородном магнитном поле. Траектории частиц ле- жат в плоскости рисунка, а магнитная индукция перпендикулярна его плоскости. Трек 1 принадлежит протону с энергией 1,6 МэВ, а трек 2 частице, тип которой надо определить.

Ответ: Трек 2 принадлежит электрону.

Описание работы

• На рисунке 5 изображены треки двух заряженных частиц, движущихся с одинаковой скоростью в однородном магнитном поле.
• Траектории лежат в плоскости рисунка, магнитная индукция перпендикулярна этой плоскости.
• Трек 1 принадлежит протону с энергией 1,6 МэВ.
• Трек 2 — частице, тип которой надо определить.

Решение

Радиус кривизны траектории заряженной частицы в магнитном поле определяется формулой:

где:

• m — масса частицы,
• v — скорость частицы,
• q — заряд частицы,
• B — магнитная индукция.

Из формулы видно, что при одинаковых v, q и B радиус кривизны r прямо пропорционален массе m. Поскольку радиус кривизны трека 2 меньше, чем радиус кривизны трека 1, то масса частицы 2 меньше массы протона.

Предположим, что заряд обеих частиц равен элементарному заряду (по модулю). Тогда частицей 2 может быть электрон, так как его масса значительно меньше массы протона.

Ответ: Трек 2 принадлежит электрону.