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带电粒子的初速度

发表时间：2024-07-22 02:36:28 来源：网友投稿

当电荷进入电场和磁场中时，它将受到电场和磁场的作用，这样就可以用一定的电场和磁场来控制带电粒子的运动。这在科学技术上有很广泛的应用，很多电子仪器，特别是电子光学仪器，都是利用电场和磁场来控制带电粒子的运动。

1、带电粒子的初速度与垂直一电量为的粒子以初速度射入磁场中，与垂直。所受洛仑兹力的方向与方向相同。由于所以是法向力，它只改变速度的方向，不改变速度的大小。带电粒子所受洛仑兹力的大小为它是一个大小不变的法向力。在它的作用下，带电粒子在与垂直的平面内作匀速圆周运动。粒子是沿顺时针方向还是沿逆时针方向绕行，取决于粒子带的是正电还是负电。⑴回转半径带电粒子作圆周运动的半径叫回转半径。根据牛顿第二定律，带电粒子作圆周运动的向心力为这里的向心力就是洛仑兹力，即所以回转半径为对于一定的带电粒子，是一定的，如果也确定，则。只要入射时的初速度一定，粒子作圆周运动的半径就确定了。初速度越大回转半径越大。⑵回转周期带电粒子绕行一周所用的时间叫回转周期。因为带电粒子绕行一周走过的路程为2πR，绕行的速率为，所以回转周期为可见，回转周期与无关，只决定于。这说明虽然速率大的带电粒子回转半径大，速率小的带电粒子回转半径小，但它们各自绕行一周所用的时间相同。⑶回转频率带电粒子在单位时间内绕圆周转动的圈数叫回转频率。它是回转周期的倒数，即

2、带电粒子的初速度与成任意角度一电量为的粒子以初速度射入磁场中，与成任意角度。这时的处理方法与在力学中分析抛体运动类似。将粒子的初速度分解为平行于和垂直于的两个分量。设平行于和垂直于的两个速度分量分别为和。在平行于的方向上，有该方向上带电粒子不受洛仑兹力作用，因而作匀速直线运动。在垂直于的方向上，有这个方向上带电粒子受洛仑兹力作用，因而在垂直于的平面内作匀速圆周运动。将这两个方向上的运动合成，得知带电粒子的运动轨迹是螺旋线。螺旋线上相邻两个圆周的对应点之间的距离成为螺距，用表示。则综上所述在一般情况下（与成任意角度），带电粒子在均匀磁场中的运动轨迹是以磁感应线为轴线的螺旋线。根据这个原理，可以利用磁场把电子束聚焦，这种磁聚焦现象可以用来制做电子显微镜等电子光学器件。

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