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?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store

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

દર્શાવો કે “જે બળ વડે કાર્ય થતું નથી તે બળ વેગ પર આધારિત છે.”

$2.0\,eV$ ની ગતિઊર્જા ધરાવતો પ્રોટોન $\frac{\pi}{2} \times 10^{-3}\,T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા અને પ્રોટોનના વેગ વચ્ચેનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે. પ્રોટોન દ્વારા લેવામાં આવેલા હેલિકલ પથની પિચ .......... $cm$ છે (પ્રોટોનનું દળ $=1.6 \times 10^{-27}\,kg$ અને પ્રોટોન પરનો વિદ્યુતભાર $ =1.6 \times 10^{-19}\,kg$ લો,)

  • [JEE MAIN 2023]

જો સમાન વેગમાન ધરાવતો ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન ચુંબકીયક્ષેત્રને લંબ પ્રવેશે, તો ...

  • [AIEEE 2002]

કોઈ વિસ્તારમાં નિયમિત વિદ્યુતક્ષેત્ર અને નિયમિત ચુંબકીયક્ષેત્ર એક જ દિશામાં છે. જો આ વિસ્તારમાં ઇલેકટ્રોનને અમુક વેગથી ક્ષેત્રની દિશામાં ગતિ કરાવતાં ઇલેકટ્રોન ....

  • [AIPMT 2011]

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]