- Home
- Standard 12
- Physics
$1 \,MeV$ ની ઊર્જા ધરાવતો પ્રોટોન નિયમિત ચુંબકીયક્ષેત્રમાં $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળાકાર પથ પર ગતિ કરે છે. $\alpha$ કણની ઉર્જા .......$MeV$ હોવી જોઈએ કે જેથી તે સમાન ત્રિજ્યાના પથમાં સમાન ક્ષેત્રમાં આગળ વધી શકે?
$1 $
$4$
$2$
$0.5$
Solution
Kinetic energy of a charged particle,
$K=\frac{1}{2} m v^{2} \text { or } v=\sqrt{\frac{2 K}{m}}$
Radius of the circular path of a charged particle in uniform magnetic field is given by
$R=\frac{m v}{B q}=\frac{m}{B q} \sqrt{\frac{2 K}{m}}=\frac{\sqrt{2 m K}}{B q}$
Mass of a proton, $m_{p}=m$
Mass of an $\alpha$ -particle, $m_{\alpha}=4 m$
Charge of a proton, $q_{p}=e$
Charge of an $\alpha$ -particle, $q_{\alpha}=2 e$
$\therefore \quad R_{p}=\frac{\sqrt{2 m_{p} K_{p}}}{B q_{p}}=\frac{\sqrt{2 m K_{p}}}{B e}$
and $R_{\alpha}=\frac{\sqrt{2 m_{\alpha} K_{\alpha}}}{B q_{\alpha}}=\frac{\sqrt{2(4 m) K_{\alpha}}}{B(2 e)}=\frac{\sqrt{2 m K_{\alpha}}}{B e}$
$\therefore \quad \frac{R_{p}}{R_{\alpha}}=\sqrt{\frac{K_{p}}{K_{\alpha}}}$
As $R_{p}=R_{\alpha}$ (given) $\therefore K_{\alpha}=K_{p}=1\, \mathrm{MeV}$
