שאלה במגנטיות- שי

המקור S פולט יונים (אטומים טעונים במטען חשמלי), הטעונים כולם במטען חשמלי q, אך מסותיהם שונות ואינן ידועות. היונים יוצאים מהמקור במהירות אפס לתוך אזור בין 2 לוחות, שבכל אחד מהם חריר קטן מאוד המאפשר ליונים לעבור ללא הפרעה. הלוחות מחוברים להדקיו של מקור מתח V. היונים מואצים בין הלוחות, ולאחר מכן יוצאים לתוך איזור בו שורר מגנטי אחיד B, המכוון מחוץ למישור התרשים. היונים נעים בשדה עד שהם פוגעים חזרה בלוח העליון במרחק x מהחריר. הזנח את כוחות הכבידה הפועלים על היונים.

א. על פי התרשים קבע את סימן היונים, ואת מגמת מקור המתח.

ב. ציין מי מהגדלים הבאים זהה עבור כל היונים כאשר הם נעים באזור שבין הלוחות. נמק:

1) אנרגיה קינטית סופית.

2) מהירות סופית (כאשר הם מגיעים ללוח העליון).

3) הכוח החשמלי הפועל על היון.

4) תאוצת היון.

ג. ידוע כי מסתו של היון הקל ביותר שנפלט מהמקור היא m. מהו x עבורו יפגע היון בלוח העליון?

ד. 1) מצא קשר תיאורטי בין מסתו של היון M, למרחק הפגיעה בלוח x.

2) צייר גרף של הקשר שמצאת (כלומר M כפונקציה של x).