3-6. Um feixe de partículas carregadas, que contém prótons, elétrons, dêuterons, átomos de hélio monoionizados e moléculas de
monoionizadas, passa por um seletor de velocidades do qual todas as partículas emergem com uma velocidade de
. Em seguida, o feixe é submetido a um campo magnético uniforme
perpendicular à velocidade das partículas. Calcule os raios de curvatura das trajetórias dos cinco tipos de partículas.
Passo 1
Resumo da questão: temos um feixe com prótons, elétrons, deutêrons, átomos de hélio monoionizados (He⁺) e moléculas H₂⁺, todos saindo de um seletor com velocidade v = 2,5×10⁶ m/s e entrando num campo magnético uniforme B = 0,40 T perpendicular à velocidade.
Matéria envolvida: movimento circular de partícula carregada em campo magnético.
O que vamos usar: a força magnética fornece a força centrípeta, ou seja
Matéria envolvida: movimento circular de partícula carregada em campo magnético.
O que vamos usar: a força magnética fornece a força centrípeta, ou seja
daí isolamos o raio
Passo 2
Vamos reunir os dados numéricos e as constantes:
- Velocidade:
- Campo magnético:
- Carga elementar:
(o mesmo módulo para todas, sempre positivo no denominador) - Massas:
;;– elétron:
;;– próton:
;;– deutéron:
;;– He⁺:
;;– H₂⁺:
Passo 3
Elétron:
Passo 4
Próton:
Passo 5
Deutéron:
Passo 6
Hélio monoionizado (He⁺):
Passo 7
Molécula H₂⁺:
Resposta
- Elétron:
m - Próton:
m - Deutéron:
m - He⁺:
m - H₂⁺:
m