Как будет двигаться в магнитном поле первоначально покоящаяся заряженная частица

Как будет двигаться в магнитном поле первоначально покоящаяся заряженная частица
================================================================================

На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке:. Эта сила сообщает ускорение  
  
где m - масса заряженной частицы. Как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением, если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно, если заряд отрицателен (q<0).  
  
Если электростатическое поле однородное ( = const), то ускорение a = const и частица будет совершать равноускоренное движение (при отсутствии других сил).  
  
Вид траектории частицы зависит от начальных условий. Если вначале заряженная частица покоилась или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением, то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. Если, то частица будет тормозиться в этом поле.  
  
Если угол между начальной скоростью и ускорением острый 0 < α < 90° (или тупой), то заряженная частица будет двигаться по параболе.  
  
Во всех случаях при движении заряженной частицы будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы.  
  
1. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью, направленной вдоль поля или противоположно направлению магнитной индукции поля.  
  
В этих случаях сила Лоренца и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.  
  
2. Заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции  
  
тогда сила Лоренца, следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы.  
  
В результате частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно найти на основании второго закона Ньютона:  
  
Отношение - называют удельным зарядом частицы.  
  
Период вращения частицы  
  
то есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории.  
  
3. Скорость заряженной частицы направлена под углом к вектору.  
  
Движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью в плоскости, перпендикулярной полю.  
  
Радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить на, то есть  
  
В результате сложения этих движений возникает движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии  
  
Направление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы.  
  
Если скорость заряженной частицы составляет угол α с направлением вектора неоднородного магнитного поля, индукция которого возрастает в направлении движения частицы, тο R и h уменьшаются с ростом B. На этом основана фокусировка заряженных частиц в магнитном поле.  
  
Если на движущуюся заряженную частицу помимо магнитного поля с индукцией действует одновременно и электростатическое поле с напряженностью, то равнодействующая сила, приложенная к частице, равна векторной сумме электрической силы и силы Лоренца:. Характер движения и вид траектории зависят в данном случае от соотношения этих сил и от направления электростатического и магнитного полей.