带电粒子在磁场和电场的复合场中的运动
2016-01-28张祖煜
新课程·中旬 2015年12期
张祖煜
由洛伦兹力的定义,我们知道,在磁场方向的速度不引起洛伦兹力,且洛伦兹力只会在垂直磁场的方向上,故磁场方向上的运动和垂直磁场方向上的运动相互独立,且磁场方向上运动和磁场无关。所以,我们只需详细讨论垂直磁场方向上的运动。
在与磁场垂直的平面内,带电粒子速度可分解成两个分速度,其中一个分速度引起的洛伦兹力与电场力平衡,该速度不变,另一个分速度引起的洛伦兹力使该速度方向偏转。所以粒子运动应为匀速直线运动和匀速圆周运动的合成,其轨迹为一旋轮线。
取初速度为0的情況作简单定量分析,不妨设粒子带正电(带相反电荷即相当于电场和磁场均反向),设磁感应强度,与之垂直的电场强度。
以
由此运动方程还可得到各时刻粒子速度、加速度,初速度不为0时粒子运动方程也可由类似推导过程得到。
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