Zadanie ZF-907
o zadaniu...
- Publikacja w Delcie: lipiec 2016
- Publikacja elektroniczna: 1 lipca 2016
Skolimowana wiązka protonów ma kształt walca o promieniu  Protony wiązki poruszają się ze stałą prędkością
 Protony wiązki poruszają się ze stałą prędkością  równolegle do osi wiązki. Jaka siła działa na proton poruszający się w odległości
 równolegle do osi wiązki. Jaka siła działa na proton poruszający się w odległości  Przyjmujemy, że wewnątrz wiązki liczba protonów na jednostkę objętości jest stała i wynosi
 Przyjmujemy, że wewnątrz wiązki liczba protonów na jednostkę objętości jest stała i wynosi 

 i
 i   wzdłuż wiązki są równe zeru. Z symetrii układu wynika, że dla każdej wartości
 wzdłuż wiązki są równe zeru. Z symetrii układu wynika, że dla każdej wartości  różne od zera mogą być tylko składowa pola
 różne od zera mogą być tylko składowa pola  prostopadła do osi wiązki, skierowana od osi wiązki na zewnątrz i składowa pola
 prostopadła do osi wiązki, skierowana od osi wiązki na zewnątrz i składowa pola  prostopadła do pola
 prostopadła do pola  i do prędkości
 i do prędkości  Wartości
 Wartości  i
 i   są przy tym jedynie funkcjami odległości
 są przy tym jedynie funkcjami odległości  od osi wiązki. Na podstawie prawa Gaussa (obliczamy strumień
 od osi wiązki. Na podstawie prawa Gaussa (obliczamy strumień  przez powierzchnię walca) mamy
 przez powierzchnię walca) mamy 
 
 oznacza ładunek protonu,
 oznacza ładunek protonu,  to przenikalność dielektryczna próżni, a
 to przenikalność dielektryczna próżni, a   - "grubość plasterka" wiązki. Prawo Ampère'a (obliczamy krążenie wzdłuż okręgu o środku w centrum wiązki) prowadzi natomiast do równania
 - "grubość plasterka" wiązki. Prawo Ampère'a (obliczamy krążenie wzdłuż okręgu o środku w centrum wiązki) prowadzi natomiast do równania 
 
 jest przenikalnością magnetyczną próżni. Podstawiając otrzymane w ten sposób wartości
 jest przenikalnością magnetyczną próżni. Podstawiając otrzymane w ten sposób wartości  i
 i   do wzoru na siłę Lorentza, otrzymujemy, że na proton wiązki działa siła
 do wzoru na siłę Lorentza, otrzymujemy, że na proton wiązki działa siła  prostopadła do osi wiązki i skierowana na zewnątrz wiązki:
 prostopadła do osi wiązki i skierowana na zewnątrz wiązki: