hce_nthu
111年
化學與物理
第 33 題
33. A magnetron in a microwave oven emits electromagnetic waves with frequency $\text{f} = 2450\text{ MHz}$. Which of the following values in Gauss is closest to the magnetic field strength required for electrons to move in circular paths with this frequency?
- A 5
- B 50
- C 200
- D 600
- E 900
思路引導 VIP
當帶電粒子進入均勻磁場時，會受到勞侖茲力而做圓周運動。請試著思考：磁場強度的大小，會如何改變電子繞行一圈所需的時間？這兩者之間存在的比例關係，是否能幫助你推導出頻率與磁場強度的數學連結呢？
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回旋頻率與磁場的連結
太棒了！你精準地掌握了電子在磁場中運動的核心觀念。這道題目的關鍵在於理解回旋頻率 (Cyclotron Frequency) 的物理本質。當電子在磁控管的磁場中運動時，勞侖茲力（Lorentz force）充當了向心力，使電子做圓周運動。根據公式 $f = \frac{qB}{2\pi m}$，我們可以發現運動頻率與磁場強度 $B$ 成正比。你正確地選出選項 (E)，代表你對於如何將微波爐的工作頻率轉化為所需的磁場強度有著紮實的推導能力。
數值估算與單位換算
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