Un electrón describe una órbita circular en un campo magnético de 0'05 T con una energía cinética de 2'4.103 eV. Determinar la fuerza magnética, el radio, la frecuencia y el período de la órbita.
Cuando un electrón entra en un campo magnético uniforme y normal a su velocidad describe una órbita debido a la fuerza magnética. Hay que tener presente que al ser la carga negativa la fuerza es opuesta a la que experimentaría una carga positiva.
La velocidad del electrón es:
Ec = ½. m v2 v = (2. Ec /m)1/2
v = (2.2'4.103.1'6.10-19 /9'1.10-31)1/2 = 2'9.107 m /s
La fuerza magnética es la centrípeta que obliga al electrón a describir la órbita:
F = q. v. B. sen 90 = q. v. B = 1'6.10-19. 2'9.107. 0'05 = 2'3.10-13 N
F = m. v2 / R R = m. v2 / F = 9'1.10-31 .(2'9.107)2 / 2'3.10-13 = 3'3.10-3 m
w = v / R = 2.p /T T = 2.p.R / v = 2.p.3'3.10-3 / 2'9.107 = 7'1.10-10 s
f = 1 / T = 1'4.109 Hz w = 2.p.f = 8'8.109 rad/s
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