অসীম দীর্ঘ ধনাত্মক আধানযুক্ত একটি সরল তারের রৈখিক আধান ঘনত্ব λ Cm⁻¹, একটি ইলেকট্রন তারের দৈর্ঘ্য বরাবর অক্ষ থাকা একটি বৃত্তাকার পথে ঘুরছে। তার থেকে বৃত্তাকার পথের ব্যাসার্ধের ফাংশন হিসেবে ইলেকট্রনের গতিশক্তির পরিবর্তন সঠিকভাবে উপস্থাপন করে এমন লেখচিত্র কোনটি?

ধারণা:

অসীম দীর্ঘ আধানযুক্ত তারের তড়িৎ ক্ষেত্র:

রৈখিক আধান ঘনত্ব λ বিশিষ্ট একটি অসীম দীর্ঘ আধানযুক্ত তার একটি ব্যাসার্ধিক তড়িৎ ক্ষেত্র E তৈরি করে যা তার থেকে দূরত্ব r এর সাথে কমে। তার থেকে r দূরত্বে তড়িৎ ক্ষেত্র হল:

ইলেকট্রনের উপর বল:

এই তড়িৎ ক্ষেত্রের কারণে ইলেকট্রন একটি তড়িৎ বল অনুভব করে। r দূরত্বে একটি ইলেকট্রন (আধান −e) এর উপর বলের মান F হল:
F=eE= eλ/2πϵr​

অভিকেন্দ্রী বল এবং বৃত্তাকার গতি:

ইলেকট্রন যাতে বৃত্তাকার পথে ঘুরতে পারে, এই তড়িৎ বল অবশ্যই প্রয়োজনীয় অভিকেন্দ্রী বল সরবরাহ করতে হবে। যদি ইলেকট্রনের ভর m এবং বেগ v হয়, তাহলে প্রয়োজনীয় অভিকেন্দ্রী বল হল:
F= mv ²/r

​গণনা:

অসীম দীর্ঘ তারের কারণে r দূরত্বে তড়িৎ ক্ষেত্র E হল

ইলেকট্রনের বল ⇒ F = eE

এই বল প্রয়োজনীয় অভিকেন্দ্রী বল সরবরাহ করবে

= kλe

এটি ধ্রুবক, তাই বিকল্প (2) সঠিক।