15.高能粒子實驗裝置,是用以發(fā)現(xiàn)高能粒子并研究其特性的主要實驗工具,下圖給出了一種該裝置的簡化模型。在光滑絕緣的水平面xOy區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場;在x<0區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量為m、電荷量大小為q帶負(fù)電的粒子1從點(diǎn)S以一定速度釋放,沿直線從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場區(qū)域后,與靜止在點(diǎn)P(a,a)、質(zhì)量為
的中性粒子2發(fā)生彈性正碰,且有一半電量轉(zhuǎn)移給粒子2。(不計碰撞后粒子間的相互作用,忽略電場、磁場變化引起的效應(yīng))
(1)求電場強(qiáng)度的大小E;
(2)若兩粒子碰撞后,立即撤去電場,求兩粒子在磁場中運(yùn)動的半徑和從兩粒子碰撞到下次再相遇的時間間隔Δt;
(3)若兩粒子碰撞后,粒子2首次離開第一象限時,撤去電場和磁場,經(jīng)一段時間后,再在全部區(qū)域內(nèi)加上與原來相同的磁場,此后兩粒子的軌跡恰好不相交,求這段時間Δt'。