8.Electromagnetic waves
hard

निर्वात में दो समतल विधुत-चुम्बकीय तरंगो के विधुत क्षेत्र

$\overrightarrow{\mathrm{E}}_{1}=\mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{j}} \cos (\omega \mathrm{t}-\mathrm{kx})$ तथा

$\overrightarrow{\mathrm{E}}_{2}=\mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{k}} \cos (\omega \mathrm{t}-\mathrm{ky})$ हैं।

समय $t =0$ पर $q$ आवेश का एक कण $\overrightarrow{ v }=0.8 cj ( c$ निर्वात में प्रकाश की गति है) वेग से मूलबिन्दु पर चल रहा है। कण पर लगने वाला तात्क्षणिक बल है ।

A

$\mathrm{E}_{0} \mathrm{q}(-0.8 \hat{\mathrm{i}}+\hat{\mathrm{j}}+\hat{\mathrm{k}})$

B

$\mathrm{E}_{0} \mathrm{q}(0.8 \hat{\mathrm{i}}-\hat{\mathrm{j}}+0.4 \hat{\mathrm{k}})$

C

$\mathrm{E}_{0} \mathrm{q}(0.8 \hat{\mathrm{i}}+\hat{\mathrm{j}}+0.2 \hat{\mathrm{k}})$

D

$\mathrm{E}_{0} \mathrm{q}(0.4 \hat{\mathrm{i}}-3 \hat{\mathrm{j}}+0.8 \hat{\mathrm{k}})$

(JEE MAIN-2020)

Solution

$\overrightarrow{\mathrm{E}}_{1}=\mathrm{E}_{0} \mathrm{j} \cos (\omega \mathrm{t}-\mathrm{kx})$

Its corresponding magnetic field will be

$\overrightarrow{\mathrm{B}}_{1}=\frac{\mathrm{E}_{0}}{\mathrm{c}} \hat{\mathrm{k}} \cos (\omega \mathrm{t}-\mathrm{kx})$

$\overrightarrow{\mathrm{E}}_{2}=\mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{k}} \cos (\omega \mathrm{t}-\mathrm{ky})$

$\overrightarrow{\mathrm{B}}_{2}=\frac{\mathrm{E}_{0}}{\mathrm{c}} \hat{\mathrm{i}} \cos (\omega \mathrm{t}-\mathrm{ky})$

Net force on charge particle

$=\mathrm{q} \overrightarrow{\mathrm{E}}_{1}+\mathrm{q} \overrightarrow{\mathrm{E}}_{2}+\mathrm{q} \overrightarrow{\mathrm{v}} \times \mathrm{B}_{1}+\mathrm{q} \overrightarrow{\mathrm{v}} \times \overrightarrow{\mathrm{B}}_{2}$

$=\mathrm{q} \mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{j}}+\mathrm{q} \mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{k}}+\mathrm{q}(0.8 \mathrm{c} \hat{\mathrm{j}}) \times\left(\frac{\mathrm{E}_{0}}{\mathrm{c}} \hat{\mathrm{k}}\right)+\mathrm{q}(0.8 \mathrm{c} \hat{\mathrm{j}}) \times\left(\frac{\mathrm{E}_{0}}{\mathrm{c}} \hat{\mathrm{i}}\right)$

$=\mathrm{q} \mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{j}}+\mathrm{q} \mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{k}}+0.8 \mathrm{q} \mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{i}}-0.8 \mathrm{q} \mathrm{E}_{0} \hat{\mathrm{k}}$

$\overrightarrow{\mathrm{F}}=\mathrm{q} \mathrm{E}_{0}[0.8 \hat{\mathrm{i}}+1 \hat{\mathrm{j}}+0.2 \hat{\mathrm{k}}]$

Standard 12
Physics

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