Номер 2, страница 182 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава V. Физика атома и атомного ядра. Проверим свои знания по теме главы V - номер 2, страница 182.

Условие.

2. В опыте Резерфорда по исследованию физической природы радиоактивного излучения $\alpha$-частицы и $\beta$-частицы отклонялись в магнитном поле под действием силы

1) Ампера

2) Лоренца

3) Архимеда

4) Кулона

Решение.

Решение

В опытах по исследованию природы радиоактивного излучения, в частности в опытах Резерфорда, использовалось свойство заряженных частиц отклоняться в магнитном поле. Радиоактивное излучение содержит, среди прочего, α-частицы и β-частицы.

α-частица (альфа-частица) представляет собой ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Следовательно, она имеет положительный заряд $q_\alpha = +2e$, где $\text{e}$ — элементарный заряд.

β-частица (бета-частица) является электроном (или позитроном), который имеет отрицательный заряд $q_\beta = -e$.

Сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, называется силой Лоренца. Она определяется векторным произведением:

$\vec{F_L} = q(\vec{v} \times \vec{B})$

где $\text{q}$ — заряд частицы, $\vec{v}$ — её скорость, а $\vec{B}$ — вектор магнитной индукции. Направление силы Лоренца перпендикулярно и скорости частицы, и вектору магнитной индукции. Именно эта сила заставляет α- и β-частицы отклоняться от прямолинейного движения при попадании в магнитное поле. Поскольку знаки зарядов у α- и β-частиц разные, они отклоняются в противоположные стороны.

Рассмотрим остальные предложенные варианты:

1) Сила Ампера — это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Она является результатом действия силы Лоренца на упорядоченно движущиеся заряды внутри проводника, но в данном случае речь идет об отдельных свободных частицах.

3) Сила Архимеда — это выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ. Она не имеет отношения к взаимодействию заряженных частиц с магнитным полем.

4) Сила Кулона — это сила электростатического взаимодействия между неподвижными зарядами. В задаче описывается действие магнитного поля на движущиеся заряды.

Таким образом, отклонение α- и β-частиц в магнитном поле происходит под действием силы Лоренца.

Ответ: 2) Лоренца