Движение заряженных частиц в магнитном поле

Сила Лоренца. Величина и направление силы. Движение заряженных частиц в магнитном поле в зависимости от угла между вектором скорости и вектором магнитной индукции поля. Вывод формулы для радиуса кривизны траектории. Работа силы Лоренца.

Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле согласно классической (неквантовой) электродинамике действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью v заряд q лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу — со стороны электромагнитного поля вообще[1], иначе говоря, со стороны электрического E и магнитного B полей. Выражается как:

или F=qvBsina

Eсли левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены против движения отрицательного заряда, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца F л.

1. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью, направленной вдоль поля или противоположно направлению магнитной индукции поля.

В этих случаях сила Лоренца = 0 и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.

2. Заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции тогда сила Лоренца F=qvb, следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы. В результате частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно найти на основании второго закона Ньютона

3. Скорость заряженной частицы направлена под углом к вектору.

Движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью в плоскости, перпендикулярной полю.

радиус аналогично предыдущему, только v нужно заменить на vsina.

Работа силы Лоренца будет равна нулю, поскольку векторы силы и скорости всегда ортогональны.

Дата добавления: 2014-01-04