Условие
10.2.8. Плоский конденсатор помещен в однородное магнитное поле индукции
перпендикулярном магнитному полю. Напряжение, приложенное к пластинам,
равно
Решение
Движение частицы в скрещенных полях можно представить в виде вращения с постоянной по модулю скоростью вокруг центра окружности, который движется с дрейфовой скоростью.(подробное доказательство этого факта смотрите в задаче
Как известно:
Если электрон изначально будет двигаться с этой скоростью, то вращения по окружности просто не будет. То есть электрон движется по прямой. Далее рассмотрим случай, если вращение всё же есть. Перейдём в СО движущуюся со скоростью дрейфа
Тогда скорость, с которой частица вращается вокруг центра:
Изначально частица находится в верхней точке окружности, по которой будет вращаться.
На рисунке показаны возможные траектории вращения электрона в системе, движущейся в дрейфовой скоростью. Для отсутствия столкновения с пластиной конденсатора:
Вспомним формулу для радиусы при вращении по окружности в магнитном поле(напомним, что в этой СО есть только магнитное поле):
Тогда:
Однако это ещё не всё. А что если скорость дрейфа больше начальной скорости? Тогда вращение будет происходить в другую сторону:
И модуль скорости вращения будет равен:
Вновь подставим формулы для движения по окружности и получим нижнюю границу скорости:
Но не стоит забывать что нижняя граница имеет смысл только если начальная скорость больше нуля