1. | Jeśli cząstki alfa o pewnej energii kinetycznej nie odchylą się od pierwotnego kierunku, to cząstki beta o tej samej energii kinetycznej również przejdą przez skrzyżowane pola bez zmiany kierunku | P | F |
2. | Cząstki naładowane o szybkości 15 tys. km/s nie będą się odchylały w obszarze skrzyżowanych pól. | P | F |
3. | Tylko promieniowanie gamma może przejść przez obszar skrzyżowanych pól bez zmiany kierunku. | P | F |
4. | Przy tej samej energii kinetycznej cząstki alfa będą miały mniejszą szybkość niż cząstki beta. | P | F |
1. Cząstki alfa są znacznie cięższe niż cząstki beta, co oznacza, że mają różne prędkości przy tej samej energii kinetycznej. Wskutek tego, przy tej samej energii kinetycznej, cząstki alfa i beta mają różne prędkości. Oznacza to, że w obecności tych samych pól elektrycznego i magnetycznego, ich trajektorie będą się różnić. Zarówno cząstki alfa, jak i beta oddziałują z polem elektrycznym i magnetycznym ze względu na swój ładunek elektryczny, ale ich różne masy powodują, że reagują inaczej na te same wartości pól.
2. Matematycznie można to wyrazić za pomocą równań sił działających na cząstkę naładowaną w polu elektrycznym i magnetycznym:
Gdzie:
to siła działająca na cząstkę w polu elektrycznym,
to siła działająca na cząstkę w polu magnetycznym,
to ładunek cząstki,
to natężenie pola elektrycznego,
to szybkość cząstki,
to indukcja magnetyczna.
Aby cząstka nie odchyliła się w obszarze skrzyżowanych pól, obie siły muszą się równoważyć, czyli:
Dzielimy obie strony równania przez
:
Z tego równania możemy obliczyć szybkość
, przy której cząstka nie odchyla się:
Jeżeli po podstawieniu wartości
i
otrzymujesz szybkość 15 tys. km/s, oznacza to, że cząstka poruszająca się z tą prędkością nie będzie się odchylała w obszarze skrzyżowanych pól.
3. W układzie skrzyżowanych pól, fale gamma oraz naładowane cząstki o odpowiednich prędkościach poruszają się bez odchyleń, gdyż nie ulegają oddziaływaniom z polami elektrostatycznymi i magnetycznymi w tym środowisku.
4. W przypadku tej samej energii, cząstki alfa będą poruszać się z mniejszymi prędkościami niż cząstki beta, co wynika z różnicy w ich masach.