Движение заряженной частицы в магнитном и электрическом полях

Движение по винтовой линии

В предыдущем параграфе мы рассмотрели движение заряженной частицы в однородном магнитном поле для двух случаев. Вспомним эти случаи.

5. Как движется частица, когда её скорость направлена вдоль линий магнитной индукции?

6. Как движется частица, когда её скорость перпендикулярна вектору магнитной индукции?

Рассмотрим теперь случай, когда скорость частицы направлена под углом α к вектору магнитной индукции (рис. 4.5).

Рис. 4.5

В таком случае скорость частицы v удобно представить в виде суммы двух векторов, один из которых () направлен вдоль , а другой () — перпендикулярно .

При выполнении двух предыдущих заданий вы вспомнили, что если скорость частицы направлена вдоль линий магнитной индукции, то сила Лоренца не действует на частицу, а если скорость частицы перпендикулярна вектору магнитной индукции, то она движется по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору магнитной индукции.

Отсюда следует, что в рассматриваемом случае составляющая скорости остаётся неизменной, а вектор поворачивается, оставаясь всё время перпендикулярным вектору . Таким образом, заряженная частица одновременно совершает два вида движения: движется с постоянной скоростью вдоль и равномерно вращается по окружности в плоскости, перпендикулярной . Это означает, что траекторией частицы является винтовая линия (рис. 4.6).

Рис. 4.6

Винтовая линия характеризуется радиусом r и шагом h.

Продолжение >>>