На рисунке 226, б дана фотография треков α-частиц в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии: а) почему менялись радиус кривизны и толщина треков по мере движения α-частиц; б) в какую сторону двигались частицы.

а) Радиус кривизны трека α-частицы в магнитном поле меняется, потому что α-частица теряет энергию по мере движения. Сила Лоренца, действующая на частицу, определяется как $F = qvB$, где $q$ - заряд частицы, $v$ - ее скорость, $B$ - магнитное поле. Эта сила заставляет частицу двигаться по окружности радиуса $r$, определяемого уравнением $qvB = \frac{mv^2}{r}$, где $m$ - масса частицы. Следовательно, $r = \frac{mv}{qB}$. Когда частица теряет энергию, ее скорость $v$ уменьшается, и, следовательно, радиус кривизны $r$ также уменьшается. Толщина трека уменьшается, потому что α-частица теряет энергию, ионизируя газ в камере Вильсона, как описано выше. б) Чтобы определить, в какую сторону двигались частицы, необходимо использовать правило левой руки для положительно заряженных частиц. Если расположить левую руку так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а отогнутый большой палец указывал направление движения положительного заряда, то четыре вытянутых пальца укажут направление силы, действующей на частицу. Анализируя кривизну трека на фотографии, можно определить направление силы и, следовательно, направление движения частицы.