$1: 4$ ના ગુણોત્તરમાં ઉર્જા સાથે ગતિ કરતા પ્રોટોન અને આલ્ફા કણ $3 \ T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશાને લંબ રૂપે પ્રવેશ કરે છે. પ્રોટોન અને આલ્ફા કણ પર લાગતા ચુંબકીય બળોનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?

$m = 1.67 \times 10^{-27} \, kg$ દળ અને $q = 1.6 \times 10^{-19} \, C$ વીજભાર ધરાવતો એક કણ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $B = 1 \, T$ તીવ્રતા ધરાવતા સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં પ્રવેશે છે. આપાતકોણ $45^{\circ}$ છે અને નિર્ગમન કોણ પણ $45^{\circ}$ છે. કણ દ્વારા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વિતાવેલો સમય $...... \, ns$ છે.

એક ઇલેક્ટ્રોન આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ચાર્જ થયેલ કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેની જગ્યામાં પ્રવેશે છે. પ્લેટ પરની ચાર્જ ઘનતા $\sigma$ છે. પ્લેટો વચ્ચેની જગ્યામાં વિદ્યુત તીવ્રતા $E$ છે. તે જગ્યામાં $E$ ની દિશાને લંબરૂપે એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રોન $\vec{E}$ અને $\vec{B}$ બંનેને લંબ દિશામાં કોઈપણ ફેરફાર વગર ગતિ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા $\ell$ અંતર કાપવા માટે લાગતો સમય કેટલો હશે?

નીચે બે વિધાનો આપેલા છે: એકને વિધાન $(A)$ તરીકે અને બીજાને કારણ $(R)$ તરીકે લેબલ કરવામાં આવ્યું છે.
વિધાન $(A)$: સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં,ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ માટે ઝડપ અને ઉર્જા સમાન રહે છે.
કારણ $(R)$: ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ પર તેની ગતિની દિશાને લંબ ચુંબકીય બળ લાગે છે.

એક પ્રોટોન, એક ઇલેક્ટ્રોન અને એક $\alpha$-કણ સમાન વેગથી સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કાટખૂણે પ્રવેશ કરે છે. જો $R_p$, $R_e$ અને $R_{\alpha}$ આ કણોના વર્તુળાકાર પથની ત્રિજ્યાઓ હોય, તો:

ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોનનો પ્રવાહ એક સ્ક્રીન પરના સાંકડા સ્લિટ તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે (આકૃતિ જુઓ). વચ્ચેના વિસ્તારમાં એક સમાન વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ (શિરોલંબ નીચેની તરફ) અને એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ (આકૃતિના સમતલની બહાર) દર્શાવ્યા મુજબ છે. તો: