Wypiszmy dane podane w zadaniu:

$r_0=0,5\cdot {10}^{-10}m$  

$v=2\cdot {10}^6\frac{m}{s}$  

Przyjmujemy, że wartość ładunku elementarnego wynosi:

$e=1,6\cdot {10}^{-19}C$  

 

$2.1.$  

Natężenie prądu w przewodniku opisujemy wzorem:

$I=\frac{Q}{t}$  

gdzie I jest natężeniem, Q jest ładunkiem, t jest czasem przepływu. W naszym przypadku ładunkiem jest elektron o ładunku e, t jest czasem jednego okresu obiegu. Okres obiegu ciała w zależności od częstości ruchu przedstawiamy wzorem:

$T=\frac{2\pi }{\omega }$  

gdzie ω jest prędkością kątową, T jest okresem ruchu ciała. Prędkość kątowej w zależności od prędkości liniową przedstawiamy wzorem:

$\omega =\frac{v}{r}$  

gdzie v jest prędkością liniową ciała, ω jest prędkością kątową ciała, r jest promieniem okręgu po jakim porusza się ciało. Wówczas otrzymujemy, że natężenie prądu w obwodzie kołowym będzie wynosiło:

$I=\frac{e}{T}$  

$I=\frac{e}{\frac{2\pi }{\omega }}$  

$I=\frac{e\omega }{2\pi }$  

$I=\frac{e\frac{v}{r_0}}{2\pi }$  

$I=\frac{ev}{2\pi r_0}$  

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

$I=\frac{1,6\cdot {10}^{-19}C\cdot 2\cdot {10}^6\frac{m}{s}}{2\cdot 3,14\cdot 0,5\cdot {10}^{-10}m}=\frac{3,2\cdot {10}^{-13}C\cdot \frac{m}{s}}{3,14\cdot {10}^{-10}m}\approx 1\cdot {10}^{-3}\frac{C}{s}=1\cdot {10}^{-3}A=1mA$  

 

$2.2.$  

W zadaniu podano wzór:

$\frac{{\mu }_{0}qh}{8{\pi }^{2}m{r}_0^3{n}^3}$  

gdzie μ₀ jest przenikalnością magnetyczną próżni wyrażaną w niutonach na amper do kwadratu, q jest wartością ładunku wyrażaną w amperach, h jest stałą Plancka wyrażaną w dżulach razy sekunda, m jest masą wyrażaną w kilogramach, r₀ jest promieniem orbity wyrażanym w metrach, n jest numerem orbity. Otrzymujemy wówczas, że jednostka wyrażenia, którą otrzymamy będzie miała postać:

$\left[\frac{{\mu }_{0}qh}{8{\pi }^{2}m{r}_0^3{n}^3}\right]=\frac{\frac{N}{A^2}\cdot C\cdot J\cdot s}{kg\cdot m^3}=\frac{\frac{N}{A\cdot \frac{C}{s}}\cdot C\cdot J\cdot s}{kg\cdot m^3}=\frac{\frac{N}{A}\cdot J\cdot s^2}{kg\cdot m^3}=\frac{\frac{N}{A}\cdot J}{kg\cdot \frac{m^2}{s^2}\cdot m}=$  

$=\frac{\frac{N}{A}\cdot J}{J\cdot m}=\frac{N}{A\cdot m}=T$  

$\text{Odpowiedzˊ: }B.$   

 

$2.3.$  

[✘] w dół,

[✘] prostopadle do płaszczyzny orbity. 

 

$2.4.$  

Korzystając z tablic fizycznych odczytujemy, że:

$\text{miedzˊ: diamagnetyk, }{\mu }_{r\text{Cu}}=0,99999015$  

$\text{tlen: paramagnetyk, }{\mu }_{rO}\approx 1$  

$\text{kobalt: ferromagnetyk, }{\mu }_{r\text{Co}}=250$  

$\text{aluminium: paramagnetyk, }{\mu }_{r\text{Al}}=1,0000208$  

Uzupełniamy tabelę:

Rodzaj substancji	Nazwa substancji	Przenikalność magnetyczna
ferromagnetyk	C	4
paramagnetyk	B, D	1
diamagnetyk	A	3