Esercizi cariche in moto

Esercizi cariche in moto

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?
• B) Che energia devono avere protoni per attraversarlo senza deflessione?
• C) Che energia devono avere elettroni per attraversarlo senza deflessione?

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

Forze in gioco

E = 4 v x B

Forza di Lorentz

F = qE

Forza di Coulomb

Velocità ortogonale a B e ortogonale a E

Affinché la particella non sia deflessa si deve avere

|F_e| = |F_l| => qE = qvB

v = E/B = 0.4 x 10⁶ / 0.2 = 2 x 10⁶ m/s

Energia cinetica del protone

m_p = 1.67 x 10^-27 kg

K = 1/2 m_p v² = 1/2 . 1.67 x 10^-27 . (2 x 10⁶)² = 3.34 x 10^-15 J

3.34 x 10^-15 / 1.6 x 10^-19 = 20.9 keV

Energia cinetica dell'elettrone

m_e = 9.1 x 10^-31 kg

K = 1/2 m_e v² = 1/2 . 9.1 x 10^-31 . (2 x 10⁶)² = 1.82 x 10^-18 J

1.82 x 10^-18 / 1.6 x 10^-19 = 11.4 eV

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