અવકાશમાં એક સમઘન વિચારો. ( જેની બાજુઓ યામ પદ્ધતિના સમતલને સમાંતર છે. ) આ સમઘનમાં સમાન વિધુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે. આ સમઘનમાં એક ઇલેક્ટ્રોન ${\rm{\vec v}},{{\rm{v}}_0}{\rm{\hat i}}$ વેગથી પ્રવેશે છે. $\mathrm{xy}$ - સમતલમાં આ ઇલેક્ટ્રોનનો ગતિપથ સ્પાઇરલ $( \mathrm{Spiral} )$ આકારનો મળે છે, તો ઇલેક્ટ્રોનના આ ગતિમાર્ગ માટે વિધુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીયક્ષેત્રનું વિતરણ સમજાવો.
અવકાશમાં એક સમઘન વિચારો. ( જેની બાજુઓ યામ પદ્ધતિના સમતલને સમાંતર છે. ) આ સમઘનમાં સમાન વિધુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે. આ સમઘનમાં એક ઇલેક્ટ્રોન ${\rm{\vec v}},{{\rm{v}}_0}{\rm{\hat i}}$ વેગથી પ્રવેશે છે. $\mathrm{xy}$ - સમતલમાં આ ઇલેક્ટ્રોનનો ગતિપથ સ્પાઇરલ $( \mathrm{Spiral} )$ આકારનો મળે છે, તો ઇલેક્ટ્રોનના આ ગતિમાર્ગ માટે વિધુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીયક્ષેત્રનું વિતરણ સમજાવો.
ચુંબકીયક્ષેત્રના કારણે ઇલેક્ટ્રોન $x y$-સમતલમાં વર્તુંળ પથ પર ગતિ કરે છે. જ્યારે $x$-દિશાના વિદ્યુતક્ષેત્રના કારણે તેની રેખીય ઝડ૫ વધે છે, તેથી તેના વર્તુળ પથની ત્રિજ્યા વધે છે. આમ, ઇલેક્ટ્રોન સ્પાઈરલ પથ પર ગતિ કરે છે.
ચુંબકીયક્ષેત્ર $\overrightarrow{ B }= B _{0} \hat{k}$ કરો.
ઈલેક્ટ્રોંનનો વેગ $\vec{v}=v_{0} \hat{i}$ છે.
ઈલેક્ટ્રોન આ ચુંબકીયક્ષેત્રમાં દાખલ થાય ત્યારે તેના પર લાગતું ચુંબકીય બળ,
$\vec{F}=-e\left(v_{0} \hat{i} \times B _{0} \hat{k}\right)$
$=-e v_{0} B _{0}(\hat{i} \times \hat{k})$
$=-e v_{0} B _{0}(-\hat{j})$
$\vec{F}=e v_{0} B _{0}(\hat{j})$
આ બળના કારણે ઇલેક્ટ્રોન $x y$-સમતલમાં વર્તુળ પથ પર ભ્રમણ કરશે.
$x$-દિશામાં વિદ્યુતક્ષેત્રના કારણો ઇલેક્ટ્રોન પર $\overrightarrow{ F }=-e E _{0}(\hat{k})$ જેટલું વિદ્યુત બળ લાગે છે જેથી ઇલેક્ટ્રોન પ્રવેગિત થાય છે અને તેનો ગતિમાર્ગ સ્પાઈરલ આકારનો થાય છે.
Similar Questions
દર્શાવો કે “જે બળ વડે કાર્ય થતું નથી તે બળ વેગ પર આધારિત છે.”
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,)
$2.0\,eV$ 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]
$m$ દળવાળો વિદ્યુતભાર $q$ એકસમાન ચુંબકીયક્ષેત્રમાં $r$ ત્રિજયાના વર્તુળમાર્ગ પર પરિક્રમણ કરે છે.તેની ઝડપ $v$ અચળ છે,તો વિદ્યુતભારના એક પરિક્રમણના અંતે ચુંબકીયક્ષેત્ર વડે કેટલું કાર્ય થયું હશે?
$m$ દળવાળો વિદ્યુતભાર $q$ એકસમાન ચુંબકીયક્ષેત્રમાં $r$ ત્રિજયાના વર્તુળમાર્ગ પર પરિક્રમણ કરે છે.તેની ઝડપ $v$ અચળ છે,તો વિદ્યુતભારના એક પરિક્રમણના અંતે ચુંબકીયક્ષેત્ર વડે કેટલું કાર્ય થયું હશે?
- [AIEEE 2003]
સમાન ગતિ ઊર્જા ધરાવતા એક પ્રોટોન, એક ડ્યુટેરોન અને એક $\alpha-$ કણ નિયમિત્ત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવતા વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ ગતિ કરે છે. તેમના વર્તુળાકાર ગતિપથની ત્રિજ્યાઓનો ગુણોત્તર અનુક્રમે.......હશે
સમાન ગતિ ઊર્જા ધરાવતા એક પ્રોટોન, એક ડ્યુટેરોન અને એક $\alpha-$ કણ નિયમિત્ત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવતા વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ ગતિ કરે છે. તેમના વર્તુળાકાર ગતિપથની ત્રિજ્યાઓનો ગુણોત્તર અનુક્રમે.......હશે
- [JEE MAIN 2022]
એક ઇલેક્ટ્રોન વેગ એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}=B_0 \hat{i}+2 B_0 \hat{j} T$ માંથી પસાર થઈ રહ્યો છે. કોઈ પણ તાક્ષણિક સમય પર ઇલેક્ટ્રોનનો વેગ $\overrightarrow{\mathrm{u}}=3 \hat{\mathrm{i}}+5 \hat{\mathrm{j}} \mathrm{m} / \mathrm{s}$ અને ઈલેકટ્રોન પર લાગતું બળ $\vec{F}=5 e\hat kN$ છે. જ્યા e ઈલેકટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર છે. તો $B_0$ નું મૂલ્ય .......... $T$
એક ઇલેક્ટ્રોન વેગ એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}=B_0 \hat{i}+2 B_0 \hat{j} T$ માંથી પસાર થઈ રહ્યો છે. કોઈ પણ તાક્ષણિક સમય પર ઇલેક્ટ્રોનનો વેગ $\overrightarrow{\mathrm{u}}=3 \hat{\mathrm{i}}+5 \hat{\mathrm{j}} \mathrm{m} / \mathrm{s}$ અને ઈલેકટ્રોન પર લાગતું બળ $\vec{F}=5 e\hat kN$ છે. જ્યા e ઈલેકટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર છે. તો $B_0$ નું મૂલ્ય .......... $T$
- [JEE MAIN 2024]