В результате α-распада ядро покоящегося нейтрального атома, находящегося в однородном магнитном поле, образуются α-частица и тяжелый ион нового элемента. Заряд α-частицы равен 2e, а ее масса равна m, масса тяжелого иона равна M. Энергия ΔE, выделившаяся при α-распаде, целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек α-частицы находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиуса R. Чему равна индукция магнитного поля?
Решение
Закон сохранения импульса:
mv1−Mv2=0
Применим закон сохранения энергии, так как нам известна выделившаяся при распаде энергия:
2Mv12+2mv22=ΔE
Сила Лоренца:
Fл=qvBsinα
Так какv⊥Bто sinα=1
Тогда Fл=qvB
Запишем второй закон Ньютона: Rmv12=qv1BRmv1=qB⇒v1=mqBR
Подставим выраженную скорость v1 в закон сохранения импульса: v2=MmmqBR=MqBR