Elektron liigub magnetväljas ringorbiidil ja teeb miljard pööret sekundis. Elektroni mass on 9,1 . 10^–31 kg ja laeng 1,6 . 10^–19 C. Kui suur on magnetinduktsioon?

Andmed:

elektroni laeng q = 1,6 ^. 10^-19 C elektroni mass m = 9,1 ^. 10^-31 kg elektroni tiirlemise sagedus f = 10⁹ Hz.

Avaldame elektroni orbiidi pikkuse d ringi raadiuse r kaudu: d = 2 π r.

Elektroni orbiidi periood T on sageduse f pöördväärtus: T = 1/f.

Kiirus v on vahemaa/aeg. Aeg on periood ja vahemaa on ringi ümbermõõt (mille avaldame r kaudu): v = d/T = 2 π r f.

Ringliikumisel saab rakendada kesktõmbekiirenduse a jaoks valemit: a = v²/r.

Lorentzi jõu valem: F_L = q v B sin(α) Elektron liigub mööda ringorbiiti, järelikult nurk α = 90 kraadi ja sin(α) = 1.

Newtoni 2. seadus annab meile seose kesktõmbekiirenduse a ja osakesele mõjuva jõu vahel:

F = m a.

Elektronile mõjubki ainult Lorentzi jõud, järelikult F = F_L ja m a = q v B.

Viime r teisele poole, taandame üleliigse v ja asendame, seejärel taandame r ja avaldame B: m v²/r = q v B m v = q B r 2 π m r f = q B r B = 2 π m f /q

Vastus: Magnetinduktsioon on 36 mT.