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esercizi cariche in moto

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Un selettore di velocità ha il campo magnetico di modulo 0.2 T perpendicolare ad un campo elettrico di modulo 0.4 MV/m.

a) Quale deve essere la velocità della particella per poterlo attraversare senza deflessione?

Che energia devono avere (b) protoni e (c) elettroni per attraversarlo senza deflessioni?

(Risultato: a) 2 ⋅ 106 m/s, b) 20.9 keV; c) 11.4 eV)

E = q E Forza di Lorentz

F = q E Forza di Coulomb

  • Velocità ortogonale a B è ortogonale a E
  • Affinché la particella non sia deflessa si deve avere
    • |FE| = |F1| => q E = qvB

v = E/B = (8.4 ⋅ 106) / 0.2 = 2 ⋅ 106 m/s

  • Energia cinetica del protone
    • Mp = 1.67 ⋅ 10-27 kg
    • k = 1/2 mpv2 = 1/2 ⋅ 1.67 ⋅ 10-27 ⋅ (2 ⋅ 106)2 = 3.34 ⋅ 10-15 J
    • 3.34 ⋅ 10-15 / 1.6 ⋅ 10-19 = 20.9 keV
  • Energia cinetica dell'elettrone
    • me = 9.1 ⋅ 10-31 kg
    • k = 1/2 mev2 = 1/2 ⋅ 9.1 ⋅ 10-31 ⋅ (2 ⋅ 106)2 = 1.82 ⋅ 10-18 J
    • 1.82 ⋅ 10-18 / 1.6 ⋅ 10-19 = 11.4 eV
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Scienze fisiche FIS/01 Fisica sperimentale
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