張祖煜
由洛倫茲力的定義,我們知道,在磁場方向的速度不引起洛倫茲力,且洛倫茲力只會(huì)在垂直磁場的方向上,故磁場方向上的運(yùn)動(dòng)和垂直磁場方向上的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立,且磁場方向上運(yùn)動(dòng)和磁場無關(guān)。所以,我們只需詳細(xì)討論垂直磁場方向上的運(yùn)動(dòng)。
在與磁場垂直的平面內(nèi),帶電粒子速度可分解成兩個(gè)分速度,其中一個(gè)分速度引起的洛倫茲力與電場力平衡,該速度不變,另一個(gè)分速度引起的洛倫茲力使該速度方向偏轉(zhuǎn)。所以粒子運(yùn)動(dòng)應(yīng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合成,其軌跡為一旋輪線。
取初速度為0的情況作簡單定量分析,不妨設(shè)粒子帶正電(帶相反電荷即相當(dāng)于電場和磁場均反向),設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度,與之垂直的電場強(qiáng)度。
以
由此運(yùn)動(dòng)方程還可得到各時(shí)刻粒子速度、加速度,初速度不為0時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)方程也可由類似推導(dǎo)過程得到。
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