Задание 1, страница 155 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

1. Сформулируйте правило левой руки.

2. По направлению отклонения частиц в магнитном поле определите, каким по знаку зарядом обладают $α$- и $β$-лучи (рис. 144).

Фотографическая пластина

Радиоактивный препарат

Свинцовый цилиндр

Рис. 144. $α$-, $β$- и $γ$-лучи в магнитном поле

1. Правило левой руки формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции (вектор $\text{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (по направлению вектора скорости $\text{v}$), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы Лоренца ($F_Л$). Для отрицательно заряженной частицы направление силы Лоренца будет противоположным направлению большого пальца.

Ответ: Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда, то отогнутый большой палец покажет направление силы Лоренца.

2. На рисунке 144 показано, как пучок излучения от радиоактивного препарата разделяется в магнитном поле. Вектор магнитной индукции $\text{B}$ направлен перпендикулярно плоскости рисунка, от наблюдателя (на это указывают крестики). Частицы излучения движутся снизу вверх. Для определения знака заряда частиц воспользуемся правилом левой руки.

Решение

1. Определение знака заряда α-лучей. Расположим левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $\text{B}$ входил в ладонь (т.е. ладонью к себе, к экрану). Четыре пальца направим вверх, по направлению скорости частиц $\text{v}$. В этом случае отогнутый большой палец будет указывать влево. На рисунке мы видим, что траектория α-частиц отклоняется именно влево. Это означает, что направление силы, действующей на α-частицы, совпадает с направлением, предсказанным правилом левой руки для положительных зарядов. Следовательно, α-частицы заряжены положительно.

2. Определение знака заряда β-лучей. Применим то же правило для β-частиц. Располагаем левую руку так же: вектор $\text{B}$ входит в ладонь, четыре пальца направлены вверх по скорости $\text{v}$. Большой палец снова указывает влево. Однако на рисунке β-частицы отклоняются вправо, то есть в сторону, противоположную направлению большого пальца. Согласно правилу левой руки, это означает, что β-частицы заряжены отрицательно.

3. γ-лучи. γ-лучи не отклоняются в магнитном поле, что свидетельствует об отсутствии у них электрического заряда. Это электромагнитные волны.

Ответ: α-лучи обладают положительным зарядом, а β-лучи — отрицательным зарядом.