Номер 14, страница 120 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

XI. Квантовые явления. Выполняем тест - номер 14, страница 120.

Условие.

14. Излучение радиоактивного вещества исследуется в магнитном поле, как показано на рисунке. При этом силовые линии магнитного поля направлены:

1) вправо

2) влево

3) от наблюдателя

4) на наблюдателя

Решение.

Радиоактивное излучение, показанное на рисунке, разделяется в магнитном поле на три компонента: α-частицы (ядра гелия, заряжены положительно, $q_{\alpha} > 0$), β-частицы (электроны, заряжены отрицательно, $q_{\beta} < 0$) и γ-кванты (фотоны, не имеют заряда, $q_{\gamma} = 0$).

На заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Направление этой силы можно определить с помощью правила левой руки. Гамма-кванты электрически нейтральны, поэтому они не взаимодействуют с магнитным полем и продолжают движение прямолинейно, что соответствует центральному, неотклоненному пучку на рисунке.

Альфа-частицы имеют положительный заряд. Из рисунка видно, что они отклоняются вниз. Применим правило левой руки: расположим четыре вытянутых пальца по направлению скорости $ \vec{v} $ α-частицы (вправо). Сила Лоренца $ \vec{F} $, действующая на частицу, направлена вниз, значит, отогнутый большой палец должен указывать вниз. Чтобы это условие выполнялось, линии магнитной индукции $ \vec{B} $ должны входить в ладонь. Такое положение руки возможно, только если вектор $ \vec{B} $ направлен из плоскости рисунка на наблюдателя.

Бета-частицы (электроны) заряжены отрицательно. Сила Лоренца, действующая на них, будет направлена в сторону, противоположную той, которую показывает правило левой руки для положительного заряда. На рисунке пучок β-частиц отклоняется вверх. Проверим наше предположение о направлении поля. Если вектор $ \vec{B} $ направлен на наблюдателя, а скорость $ \vec{v} $ вправо, то по правилу левой руки сила для положительного заряда была бы направлена вниз. Поскольку заряд электрона отрицательный, сила Лоренца направлена в противоположную сторону, то есть вверх. Это полностью совпадает с наблюдаемой картиной отклонения β-частиц.

Таким образом, оба отклонения (α- и β-частиц) указывают на то, что силовые линии магнитного поля направлены на наблюдателя.

Ответ: 4