Правка разделов «Условие», «Решение», «Ответ»

Valter правка от
правка #20109 предыдущая #15953 ← раньше позже →
@@ -4,6 +4,37 @@Условие
электрона v перпендикулярна как индукции поля B, так и границам области.
Под каким углом к границе области электрон вылетит из магнитного поля?
−### Решение и Ответ:
+### Решение
−![К задаче $10.1.7$|123x456, 50%](https://sun9-79.userapi.com/s/v1/ig2/S_mnvPg0Su9ByJ5jxu5YFDl6Vg4ryTQwFx4queobFPY9qUpi5pRXVZwY0zKLGKux3uotVafqtKR8-G0npcav_5NR.jpg?quality=95&as=32x24,48x36,72x54,108x81,160x120,240x180,360x269,480x359,540x404,640x479,672x503&from=bu&cs=672x0)
+![|222x166, 50%](../../img/10.1.7/Снимок экрана 2026-08-18 213901.png)
+
+Электрон в магнитном поле движется по дуге окружности. Радиус этой траектории $R$ определяется из равенства силы Лоренца и центростремительной силы:
+$$e v B = \frac{m_e v^2}{R} \implies R = \frac{m_e v}{e B}$$
+
+В зависимости от ширины области $l$ возможны два случая. Найдем искомый угол $\beta$ между вектором скорости и границей области:
+
+1. Случай $l \le R$ (то есть $\frac{eB}{m_e} \le \frac{v}{l}$)
+Электрон пролетает область насквозь и вылетает через правую границу. В процессе движения его вектор скорости поворачивается на угол $\theta$. Из геометрии чертежа синус этого угла равен отношению ширины области $l$ к радиусу $R$:
+$$\sin\theta = \frac{l}{R} = \frac{e B l}{m_e v}$$
+
+Искомый угол $\beta$ между направлением вылета электрона и самой границей (вертикалью) дополняет угол $\theta$ до $90^\circ$: $\beta = \frac{\pi}{2} - \theta$. Следовательно:
+$$\cos\beta = \sin\theta = \frac{e B l}{m_e v} \implies \beta = \arccos\left(\frac{e B l}{m_e v}\right)$$
+*(Если $l = R$, то $\cos\beta = 1$, откуда $\beta = 0$ — электрон вылетает касательно, параллельно границе).*
+
+2. Случай $l > R$ (то есть $\frac{eB}{m_e} > \frac{v}{l}$)
+Электрон не достигает правой границы. Он описывает полуокружность в магнитном поле и вылетает обратно через левую границу. В момент вылета вектор его скорости направлен строго перпендикулярно левой границе. Следовательно, угол с границей составляет:
+$$\beta = \frac{\pi}{2}$$
+
+#### Ответ
+
+$$
+\beta =
+\begin{cases}
+\arccos\left(\frac{e B l}{m_e v}\right), & \text{при } l \le \frac{m_e v}{e B} \\
+\frac{\pi}{2}, & \text{при } l > \frac{m_e v}{e B}
+\end{cases}
+$$
+
+---
+**Примечание к официальному ответу:**
+В ответе задачника Савченко указано: $\sin\alpha = \frac{eBl}{m_e v}$ (для первого случая) и $\alpha = \pi$ (для второго). Буква $\alpha$ в официальном ответе обозначает "угол поворота вектора скорости" относительно его начального направления (то есть угол между начальной и конечной скоростью). Однако при буквальном прочтении вопроса «Под каким углом к границе области...» решением является угол $\beta$, выведенный выше.