В однородном магнитном поле

Рассмотрим однородное магнитное поле, в котором величина и направление вектора индукции постоянны.

2.1. Заряд движется параллельно вектору индукции

Если частица влетает в поле параллельно силовым линиям ( çç ), то

F_л = q·υ·B sin 0 = 0 и в этом случае поле не действует на такую частицу (рис. 10).

Рис.10. Заряд движется параллельно

( F_Л = 0)

2.2. Заряд движется перпендикулярно вектору

Если частица влетела в поле перпендикулярно силовым линиям ( ^ , рис.11)

Рис. 11. Заряд движется в магнитном поле по окружности

F_л = q υ В принимает максимальное значение. Т. к. ^ , следовательно, она меняет лишь, направление скорости, не меняя ее величины. F_л не совершает работы и не изменяет кинетической энергии частицы. В нашем случае сила Лоренца выступает в роли центростремительной силы. Частица будет двигаться по окружности (см. рис. 11). Найдем радиус этой окружности

(9)

он зависит только от скорости движения частицы и величины поля В для данного сорта частиц (q/m - удельный заряд частицы).

Найдем время, в течении которого частица совершает один полный оборот, двигаясь по окружности,

(10)

Период движения зависит только от величины индукции поля для данного сорта частиц: чем В больше, тем Т меньше.

2.3 Заряд движется под углом α к вектору

Пусть частица q влетела в магнитное поле под произвольным углом α (рис. 12).

Рис.12. Заряд движется в магнитное поле

по спирали

Разложим скорость частицы на две составляющие: υ_τ тангенциальную (касательную, ) и нормальную υ ( )

υ_t = υ·соs α

υ_n = υ·sin α

F_л = q·υ·B·sin α = q·υ_n·B и направлена от нас перпендикулярно плоскости чертежа, как указано на рис. 12. Под действием нормальной составляющей скорости частица двигалась бы по окружности радиусом

,

навиваясь на силовую линию. Но есть еще одна составляющая скорости – υ_τ, под действием которой частица движется вправо вдоль силовой линии.