Сила Лоренца

На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца, определяемая выражением (17.12а). Сила Лоренца всегда перпендикулярна к скорости частицы и, следовательно, не может совершить работу, т.е. изменить кинетическую энергию частицы. Единственный результат воздействия силы Лоренца на движущуюся заряженную частицу состоит в изменении направления ее скорости. Направление, в котором отклоняется частица в магнитном поле, зависит от знака ее заряда. На этом основаны экспериментальные методы определения знака заряженной частицы, движущейся в магнитном поле. Рассмотрим случай, когда частицы влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям (рис. 17.9). На рис. 17.9 знак "+" означает, что силовые линии направлены за чертеж.

В этом случае сила Лоренца играет роль центростремительной силы

вследствие чего частица описывает окружность радиуса

Рис. 17.9

.

Период обращения частицы

пропорционален величине, обратной удельному заряду частицы , уменьшается с ростом B и, что самое главное, не зависит от ее скорости (при v<<c).

Рассмотрим теперь случай, когда скорость частицы составляет некоторый угол a с направлением вектора магнитной индукции (рис. 17.10). Как и раньше, магнитное поле будем считать однородным.

Рис. 17.10

Разложим вектор v на две составляющие . Тогда движение частицы можно представить в виде наложения прямолинейного равномерного движения со скоростью и вращательного движения по окружности радиуса

.

В результате наложения двух движений частица будет двигаться по винтовой линии с шагом

.

Дата добавления: 2015-06-04