ઇલેક્ટ્રોનનો એક બીમ પરસ્પર લંબ વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાંથી વિચલિત થયા વગર પસાર થાય છે. જો વિદ્યુત ક્ષેત્ર બંધ કરવામાં આવે અને તે જ ચુંબકીય ક્ષેત્ર જાળવી રાખવામાં આવે,તો ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે ગતિ કરશે?

એક લંબચોરસ વિસ્તાર જેનું પરિમાણ $(\omega \times l)$ છે,જ્યાં $\omega \ll l$,તેમાં આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ કાગળના સમતલની અંદરની તરફ જતું અચળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ છે. એક બાજુએ,આ વિસ્તાર એક સ્ક્રીન દ્વારા સીમિત છે. બીજી બાજુએ,$m$ દળ અને $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા ધન આયનોને સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર દ્વારા $V$ જેટલા અચળ સ્થિતિમાનના તફાવતથી સ્થિર સ્થિતિમાંથી પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે અને તેઓ એક નાના છિદ્ર દ્વારા ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિસ્તારમાં પ્રવેશ કરે છે. સ્ક્રીન સાથે અથડાતા આયનોના વિદ્યુતભાર $q$ વિશે નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

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.

એક સળિયો $AB$ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સમાન વેગ $v$ થી ગતિ કરે છે.

જો ઇલેક્ટ્રોનનો વેગ $(2 \hat{i} + 3 \hat{j}) \text{ m s}^{-1}$ હોય અને તે $4 \hat{k} \text{ T}$ ના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં પ્રવેશ કરે,તો . . . . . . .

જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન બીમ વિદ્યુતક્ષેત્રમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે તે ગતિઊર્જા મેળવે છે. જો તે જ બીમ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી પસાર થાય,તો: