હેલ્મહોલ્ટઝ ગૂંચળાઓની મદદથી નાનાવિસ્તારમાં $0.75 \;T$ મૂલ્યનું નિયમિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યું છે.આ જ વિસ્તારમાં, ગૂંચળાઓની સામાન્ય અક્ષને લંબ રૂપે નિયમિત સ્થિરવિદ્યુતક્ષેત્ર જાળવી રાખવામાં આવે છે. $15\; kV$ વડે પ્રવેગિત થયેલ (એક જ પ્રકારના) વિદ્યુતભારિત કણોની એક સાંકડી કિરણાવલી આ વિસ્તારમાં બંને ગૂંચળાઓની અક્ષ તથા સ્થિર વિદ્યુતક્ષેત્ર બંનેને લંબરૂપે દાખલ થાય છે. જો $9.0 \times 10^{-5} \;V m ^{-1}$ જેટલા સ્થિર વિદ્યુતક્ષેત્રમાં આ કિરણાવલી આવર્તન ન અનુભવે તો વિચારો કે આ કિરણાવલી શાની બનેલી હશે? શા માટે જવાબ અજોડ નથી?
હેલ્મહોલ્ટઝ ગૂંચળાઓની મદદથી નાનાવિસ્તારમાં $0.75 \;T$ મૂલ્યનું નિયમિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યું છે.આ જ વિસ્તારમાં, ગૂંચળાઓની સામાન્ય અક્ષને લંબ રૂપે નિયમિત સ્થિરવિદ્યુતક્ષેત્ર જાળવી રાખવામાં આવે છે. $15\; kV$ વડે પ્રવેગિત થયેલ (એક જ પ્રકારના) વિદ્યુતભારિત કણોની એક સાંકડી કિરણાવલી આ વિસ્તારમાં બંને ગૂંચળાઓની અક્ષ તથા સ્થિર વિદ્યુતક્ષેત્ર બંનેને લંબરૂપે દાખલ થાય છે. જો $9.0 \times 10^{-5} \;V m ^{-1}$ જેટલા સ્થિર વિદ્યુતક્ષેત્રમાં આ કિરણાવલી આવર્તન ન અનુભવે તો વિચારો કે આ કિરણાવલી શાની બનેલી હશે? શા માટે જવાબ અજોડ નથી?
Magnetic field, $B=0.75 \,T$ Accelerating voltage, $V =15\, kV =15 \times 10^{3} \,V$
Electrostatic field, $E=9 \times 10^{5} \,Vm ^{-1}$
Mass of the electron $=m$ Charge of the electron $=e$ Velocity of the electron $=v$ Kinetic energy of the electron $=e V$ $\Rightarrow \frac{1}{2} m v^{2}=e V$
$\therefore \frac{e}{m}=\frac{v^{2}}{2 V}\dots(i)$
since the particle remains undeflected by electric and magnetic fields, we can infer that the electric field is balancing the magnetic field.
$\therefore e E=e v B$
$v=\frac{E}{B}\ldots(ii)$
Putting equation $(ii)$ in equation $(i),$ we get
$\frac{e}{m}=\frac{1}{2} \frac{\left(\frac{E}{B}\right)^{2}}{V}=\frac{E^{2}}{2 V B^{2}}$
$=\frac{\left(9.0 \times 10^{5}\right)^{2}}{2 \times 15000 \times(0.75)^{2}}=4.8 \times 10^{7} \,C / kg$
This value of specific charge e/m is equal to the value of deuteron or deuterium ions. This is not a unique answer. Other possible answers are $H e^{++}, L i^{+++}$
Similar Questions
એક પ્રયોગમાં, સ્થિર સ્થિતિમાંથી ઈલેક્ટ્રૉનને $500 \,V$ લાગુ પાડીને પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે. હવે જો $100\, mT$ જેટલું ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ પાડવામાં આવે તો ગતિ પથની ત્રિજ્યા કેટલી થશે? (ઇલેકટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર $=1.6 \times 10^{-19}\, C,$ ઇલેક્ટ્રૉનનું દળ $=9.1 \times 10^{-31}\, kg)$
એક પ્રયોગમાં, સ્થિર સ્થિતિમાંથી ઈલેક્ટ્રૉનને $500 \,V$ લાગુ પાડીને પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે. હવે જો $100\, mT$ જેટલું ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ પાડવામાં આવે તો ગતિ પથની ત્રિજ્યા કેટલી થશે? (ઇલેકટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર $=1.6 \times 10^{-19}\, C,$ ઇલેક્ટ્રૉનનું દળ $=9.1 \times 10^{-31}\, kg)$
- [JEE MAIN 2019]
ચુંબકીયક્ષેત્રમાં મૂકેલાં વિધુતપ્રવાહધારિત સુરેખ સળિયા પર લાગતાં બળનું સૂત્ર મેળવો.
ચુંબકીયક્ષેત્રમાં મૂકેલાં વિધુતપ્રવાહધારિત સુરેખ સળિયા પર લાગતાં બળનું સૂત્ર મેળવો.
એક ઇલેકટ્રોનની ગતિની દિશાને લંબ સમાન ચુંબકીયક્ષેત્ર પ્રવર્તે છે. તેથી તે $2\, cm$ ત્રિજયાના વર્તુળાકાર માર્ગમાં ગતિ કરે છે. જો ઇલેકટ્રોનની ઝડપ બમણી કરવામાં આવે, તો તેના વર્તુળાકાર માર્ગની ત્રિજયા ...... $cm$ થશે?
એક ઇલેકટ્રોનની ગતિની દિશાને લંબ સમાન ચુંબકીયક્ષેત્ર પ્રવર્તે છે. તેથી તે $2\, cm$ ત્રિજયાના વર્તુળાકાર માર્ગમાં ગતિ કરે છે. જો ઇલેકટ્રોનની ઝડપ બમણી કરવામાં આવે, તો તેના વર્તુળાકાર માર્ગની ત્રિજયા ...... $cm$ થશે?
- [AIPMT 1991]
વિદ્યુતભારિત કણ નિયમિત ચુંબકીયક્ષેત્ર $(2 \hat{i}+3 \hat{j})\,T$ માં ગતિ કરે છે ને તેને $(\alpha \hat{i}-4 \hat{j})\; ms ^{-2}$ જેટલો પ્રવેગ હોય તો $\alpha$ નું મૂલ્ય $......$ હશે.
વિદ્યુતભારિત કણ નિયમિત ચુંબકીયક્ષેત્ર $(2 \hat{i}+3 \hat{j})\,T$ માં ગતિ કરે છે ને તેને $(\alpha \hat{i}-4 \hat{j})\; ms ^{-2}$ જેટલો પ્રવેગ હોય તો $\alpha$ નું મૂલ્ય $......$ હશે.
- [JEE MAIN 2022]
વેગ $\mathrm{v}$ પર આધારિત ચુંબકીય બળ જડત્વીય નિર્દેશ ફ્રેમ પર આધાર રાખે છે, તો ચુંબકીય બળ જુદી જુદી જડત્વીય ફ્રેમમાં અલગ ગણી શકાય ? જુદી જુદી નિર્દેશ ફ્રેમમાં પરિણામી પ્રવેગના મૂલ્યો જુદા જુદા હોય તે વ્યાજબી છે ? સમજૂતી આપો?
વેગ $\mathrm{v}$ પર આધારિત ચુંબકીય બળ જડત્વીય નિર્દેશ ફ્રેમ પર આધાર રાખે છે, તો ચુંબકીય બળ જુદી જુદી જડત્વીય ફ્રેમમાં અલગ ગણી શકાય ? જુદી જુદી નિર્દેશ ફ્રેમમાં પરિણામી પ્રવેગના મૂલ્યો જુદા જુદા હોય તે વ્યાજબી છે ? સમજૂતી આપો?