2021년05월15일 6번

[전기자기학]
평등자계와 직각방향으로 일정한 속도로 발사된 전자의 원운동에 관한 설명으로 옳은 것은?

① 플레밍의 오른손법칙에 의한 로렌츠의 힘과 원심력의 평형 원운동이다.
② 원의 반지름은 전자의 발사속도와 전계의 세기의 곱에 반비례한다.
③ 전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 무관하다.
④ 전자의 원운동 주파수는 전자의 질량에 비례한다.

(정답률: 48%)

문제 해설

전자가 평등자계와 직각방향으로 일정한 속도로 발사되면, 전자는 자기장에 의해 로렌츠 힘을 받아 원운동을 하게 됩니다. 이 때, 로렌츠 힘과 원심력이 평형을 이루므로 전자는 일정한 반지름을 갖는 원운동을 합니다. 이 반지름은 전자의 발사속도와 전계의 세기의 곱에 반비례합니다.

하지만 전자의 원운동 주기는 전자의 발사 속도와 무관합니다. 이는 원운동 주기가 반지름과 선형적으로 비례하기 때문입니다. 따라서 전자의 발사 속도가 변하더라도 원운동 주기는 변하지 않습니다.

또한 전자의 원운동 주파수는 전자의 질량에 비례합니다. 이는 전자의 질량이 증가하면 원운동 주파수도 증가하기 때문입니다.

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