W pewnych eksperymentach fizycy mają do dyspozycji strumień cząstek o tym samym ładunku i tym samym kierunku prędkości, ale o różnych masach i wartościach prędkości. Z tego strumienia muszą wyodrębnić wiązkę cząstek o tej samej prędkości (niezależnie od ich masy). Ten warunek spełnia próżniowe urządzenie selekcjonujące, w którym stosuje się pola elektryczne i magnetyczne o kierunkach wzajemnie prostopadłych. Przez szczelinę selektora przechodzą tylko te cząstki, które poruszają się z odpowiednią prędkością, prostopadłą do linii obu pól. Siłę grawitacji w opisanej sytuacji można pominąć.
Zadanie 9.1 — Kinematyka · Matura 2017, poziom Rozszerzony
2 pkt
Załóżmy, że źródłem pola elektrycznego w opisanym selektorze jest kondensator płaski. Na rysunku obok zaznaczono schematycznie linią przerywaną obszar pola magnetycznego w obrębie kondensatora. W tym kondensatorze porusza się dodatnio naładowana cząstka ruchem jednostajnym prostoliniowym z prędkością .
Narysuj i oznacz:
- wektory siły elektrycznej i siły magnetycznej , które działają na cząstkę,
- wektor indukcji magnetycznej .
Zachowaj właściwą relację między wartościami wektorów sił. Do zaznaczenia kierunków i zwrotów wektorów możesz posłużyć się strzałkami lub symbolami oznaczającymi wektor prostopadły do płaszczyzny rysunku ze zwrotem odpowiednio za lub przed rysunek.