ચોક્કસ વિસ્તારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને વિદ્યુત ક્ષેત્ર વચ્ચેનો તફાવત પારખવા માટે વિદ્યુતભારિત કણની ગતિનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરી શકાય?

$m$ દળ ધરાવતો $q$ જેટલો ધન વિદ્યુતભાર $+x$ અક્ષ પર $v$ વેગથી ગતિ કરે છે. આપણે $\Delta t$ સમય માટે સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ લગાડવા માંગીએ છીએ જેથી વિદ્યુતભાર તેની દિશા ઉલટાવે અને $d$ અંતરે $y$ અક્ષને ઓળંગે. તો:

સ્થિર વિદ્યુતભાર પર ખૂબ જ પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર લગાડવામાં આવે છે. તો તે વિદ્યુતભાર અનુભવે છે

બે લાંબા સમાંતર વાહકો $S_{1}$ અને $S_{2}$ એકબીજાથી $10 \, cm$ ના અંતરે છે અને અનુક્રમે $4 \, A$ અને $2 \, A$ નો પ્રવાહ વહે છે. વાહકોને $X-Y$ સમતલમાં $x$-અક્ષ પર મૂકવામાં આવ્યા છે. વાહકોની વચ્ચે એક બિંદુ $P$ આવેલું છે (આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ). $3 \pi \, C$ નો એક વીજભારિત કણ $P$ બિંદુમાંથી $\overrightarrow{v} = (2 \hat{i} + 3 \hat{j}) \, m/s$ ના વેગ સાથે પસાર થઈ રહ્યો છે; જ્યાં $\hat{i}$ અને $\hat{j}$ એ અનુક્રમે $x$ અને $y$ અક્ષ પરના એકમ સદિશ છે. વીજભારિત કણ પર લાગતું બળ $4 \pi \times 10^{-5} (-x \hat{i} + 2 \hat{j}) \, N$ છે. $x$ નું મૂલ્ય શોધો:

એક ધન,સિંગલી આયોનાઇઝ્ડ પરમાણુ જેનો દળ ક્રમાંક $A_M$ છે,તેને $V = 192 \text{ V}$ ના વોલ્ટેજ દ્વારા સ્થિર સ્થિતિમાંથી પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ,તે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $B_0 = 0.1 \hat{k} \text{ T}$ ના ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવતા $w$ પહોળાઈના લંબચોરસ વિસ્તારમાં પ્રવેશે છે. આયન અંતે તેના પ્રારંભિક માર્ગની નીચે $x$ અંતરે ડિટેક્ટરને અથડાય છે.
[આપેલ છે: ન્યુટ્રોન/પ્રોટોનનું દળ $= (5/3) \times 10^{-27} \text{ kg}$,ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર $= 1.6 \times 10^{-19} \text{ C}$.]
નીચેનામાંથી કયો/કયા વિકલ્પ સાચો/સાચા છે?
$(A)$ $H^{+}$ આયન માટે $x$ નું મૂલ્ય $4 \text{ cm}$ છે.
$(B)$ $A_M = 144$ ધરાવતા આયન માટે $x$ નું મૂલ્ય $48 \text{ cm}$ છે.
$(C)$ $1 \leq A_M \leq 196$ ધરાવતા આયનોને શોધવા માટે,ડિટેક્ટરની લઘુત્તમ ઊંચાઈ $(x_1 - x_0)$ $52 \text{ cm}$ છે.
$(D)$ $A_M = 196$ ધરાવતા આયનોને શોધવા માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિસ્તારની લઘુત્તમ પહોળાઈ $w$ $28 \text{ cm}$ છે.

સમાન વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે કણો $X$ અને $Y$ ને સમાન વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત દ્વારા પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે. તેઓ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિસ્તારમાં પ્રવેશ કરે છે અને અનુક્રમે $r_1$ અને $r_2$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર પથ પર ગતિ કરે છે. $X$ અને $Y$ ના દળનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?