Рух заряджених часток в електромагнітних полях

1. На електричний заряд, що рухається в магнітному полі, діє сила: де q — величина рухомого, V — швидкість заряду, В — вектор індукції магнітного поля, в якому рухається заряд.

На рис. IV.7.1 показано взаємне розміщення векторів F_л, В і V для випадків q > 0 і q < 0. Сила F_л не виконує роботи, бо вона перпендикулярна до вектора V.

2°. При одночасній дії на рухомий заряд q електричного і магнітного полів рівнодійна сила, яка називається силою Лоренца, дорівнює: де Е — напруженість електричного поля.

Розкладання сили Лоренца на електричну і магнітну складові відносне, оскільки воно залежить від вибору інерціальної системи відліку. Наприклад, у системі відліку, що рухається зі швидкістю V, заряд q нерухомий і магнітна складова сили Лоренца дорівнює нулю.

3°. В однорідному магнітному полі, перпендикулярному до напряму швидкості рухомої зарядженої частинки, остання під дією сили Лоренца рухається по колу сталого радіуса r у площині, перпендикулярній до вектора В: де т — маса частинки, |q|— модуль її заряду, V — швидкість частинки, В —магнітна індукція, - релятивістськик множник Лоренца (γ -фактор Лоренца), с — швидкість світла у вакуумі. При V/c→ 1 γ → 1. Сила Лоренца є доцентровою силою. За напрямом відхилення елементарної зарядженої частинки в магнітному полі (рис. IV.7.2) роблять висновок про знак її заряду.

Період Т обертання зарядженої частинки в однорідному магнітному полі:

При швидкості частинки V< < с період Т не залежить від V.

4°. Якщо заряджена частинка рухається в однорідному магнітному полі так, що вектор V її швидкості утворює кут а з напрямом вектора магнітної індукції В, то траєкторією частинки є гвинтова лінія (рис. IV.7.3) з радіусом витків r і кроком гвинта h:

5. Якщо розглянутий у п.4 рух відбувається в неоднорідному полі, магнітна індукція якого зростає у напрямі руху частинки, то радіус витків і кроків гвинта зменшуються у міру збільшення.