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 $=9.1 \times 10^{-31}\, kg)$
$7.5\times 10^{-3}\,m$
$7.5\times 10^{-2}\,m$
$7.5\,m$
$7.5\times 10^{-4}\,m$
સ્પેક્ટ્રોમીટરથી આયનનું દળ માપવામાં આવે છે,વિદ્યુતસ્થિતિમાન $V$ દ્વારા પ્રવેગિત કરતાં તે $R$ ત્રિજ્યામાં $B$ ચુંબકીયક્ષેત્રમાં વર્તુળમય ગતિ કરે છે.જો $V$ અને $B$ અચળ રાખવામાં આવે તો (આયન પર વિદ્યુતભાર $/$ આયનના દળ) કોનાં સમપ્રમાણમાં હોય.
$6 \times 10^{-4}\;T$ જેટલા ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબરૂપે $3 \times 10^{7} \;m / s$ ની ઝડપથી ગતિ કરતા ઈલેક્ટ્રૉન (દ્રવ્યમાન $9 \times 10^{-31}\;kg$ અને વિદ્યુતભાર $1.6 \times 10^{-19} \;C )$ ના માર્ગની ત્રિજ્યા કેટલી હશે ? તેની (પરિભ્રમણ) આવૃત્તિ કેટલી હશે ? તેની ઊર્જા $keV$ માં શોધો. ( $\left.1 \,eV =1.6 \times 10^{-19} \;J \right)$
આપેલા પ્રશ્નોના જવાબ આપો?
$(a)$ એક ચેમ્બરમાં એવુ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રસ્થાપિત કરેલ છે કે જે જુદા જુદા બિંદુએ જુદુ હોય પરંતુ
તેની દિશા એક જ હોય (પૂર્વથી પશ્ચિમ). એક વિદ્યુતભારિત કણ આ ચેમ્બરમાં દાખલ થાય છે અને આવર્તન અનુભવ્યા વગર અચળ ઝડપે સુરેખ માર્ગે પસાર થાય છે. આ કણના પ્રારંભિક વેગ વિશે તમે શું કહેશો?
$(b)$ તીવ્ર અને અનિયમિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવતા વાતાવરણમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય અને દિશા જુદા જુદા બિંદુએ જુદા જુદા છે, તેમાં એક વિદ્યુતભારિત કણ દાખલ થાય છે અને જટિલ માર્ગે બહાર આવે છે. જો તેણે આ વાતાવરણ સાથે કોઈ પણ અથડામણ ન અનુભવી હોય તો શું તેની અંતિમ ઝડપ, તેની પ્રારંભિક ઝડપ જેટલી હશે?
$(c)$ પશ્ચિમથી પૂર્વ તરફ ગતિ કરતો એક ઈલેક્ટ્રોન ઉત્તરથી દક્ષિણ દિશામાં નિયમિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવતી ચેમ્બરમાં દાખલ થાય છે. નિયમિત ચુંબકીય ક્ષેત્રને કઈ દિશામાં લગાડવું જોઈએ કે જેથી ઈલેક્ટ્રૉન કોઈ પણ કોણાવર્તન અનુભવ્યા વગર સીધી રેખામાં ગતિ કરે ?
ઇલેક્ટ્રોન ચુંબકીયતંત્ર $2 \times 10^{-3}\,Wb/m^2$ અને વિદ્યુતતંત્ર $1.0 \times 10^4\,V/m$માં વિચલન થયા વગર પસાર થાય છે,જો વિદ્યુતતંત્ર દૂર કરવામાં આવે તો વેગ અને વર્તુળપથની ત્રિજ્યા .....
સમાન વિદ્યુતઘનતા $\sigma $ ધરાવતા એક વીજભારીત સમાંતર પ્લેટ્સ કેપેસિટરની અંદર એક ઇલેકટ્રોન સીધો ગતિ કરે છે,પ્લેટ્સ વચ્ચેની જગ્યા આકૃતિમાં બતાવ્યા મુજબ $B $ તીવ્રતાનું સમાન ચુંબકીયક્ષેત્રથી ભરવામાં આવેલ છે.ગુરુત્વાકર્ષણની અસર અવગણતા, કેપેસિટરમાં આ ઇલેકટ્રોનની સુરેખ પંથ પર ગતિનો સમય કેટલો હશે?