Zadania z fizyki dla I roku chemii Zestaw 7 1. Elektron poruszający

Zadania z fizyki dla I roku chemii
Zestaw 7
wpada w obszar jednorodnego
1. Elektron poruszający się z prędkością v0 = 10 km
s
pola elektrycznego. Wektor prędkości elektronu jest skierowany przeciwnie do
linii pola. Natężenie pola wynosi E = 20V · m−1 . Wyznacz prędkość elektronu
kiedy przebył w polu odległość s = 9cm.
2. Elektron wpada z prędkością v = 105 ms do środka kondensatora dokładnie
w połowie odległości między okładkami. Wektor prędkości jest równoległy
do okładek kondensatora. Okładki kondensatora mają kwadratowy kształt o
długości boku l = 10cm i są rozsunięte na odległość d = 4cm. Jakie jest
maksymalne natężenie pola elektrycznego wewnątrz kondensatora dla którego
cząstka opuści kondensator nie uderzając w jego płytki?
3. Z jaką prędkością musi poruszać się naładowana cząstka przez skrzyżowane
pola elektryczne (E = 5000V · m−1 ) i magnetyczne (B = 50mT ), by jej tor
pozostał linią prostą? Rozpatrz sytuację gdy cząstką jest proton lub cząstka
alpha.
4. Elektron poruszający się z prędkością v0 = 107 ms wpada w obszar jednorodnego pola magnetycznego (B = 1.5mT ). Kąt między kierunkiem wektora B
a kierunkiem prędkości elektronu wynosi 30◦ . Jaki będzie promień i skok linii
śrubowej po której porusza się cząstka?
5. Spektrometr masowy jest często używany do wyznaczenia składu badanej
próbki. Rozważmy prosty przykład spektrometru składającego się z i) akceleratora przyśpieszającego jony, ii) separatora prędkości w którym pole elektryczne
(E = 400V · m−1 ) i magnetyczne (B = 2mT ) jest do siebie prostopadłe, iii)
obszaru jednorodnego pola magnetycznego (B0 = 4mT ).
Do spektrometru wstrzyknięto zjonizowany węgiel. Wyznacz odległość między
miejscami gdzie uderzą izotopy 12 C i 13 C.
6. Efekt Halla może być użyty do pomiaru prędkości płynów zawierających niezwiązane ładunki (np. krew). Jaka jest średnia prędkość krwi w aorcie o średnicy 4 mm jeśli wytworzone napięcie Halla wynosiło 80µV przy przyłożonym
polu magnetycznym B = 0.1T ?
e = 1.6 · 10−19 C
me = 9.1 · 10−31 kg
u = 1.66 · 10−27 kg
1