Основные понятия и формулы

На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца: F_л = q ∙ υ ∙B ∙ , где q – заряд частицы; υ – скорость ее движения; В – магнитная индукция; α – угол между направлением векторов и . Направление силы Лоренца, действующей на положительную заряженную частицу, определяется по правилу левой руки (четыре вытянутых пальца в этом случае указывают направление вектора скорости). Для отрицательно заряженной частицы направление силы Лоренца противоположно.

Если заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью , направленной вдоль поля () или противоположно направлению магнитной индукции поля (). В этих случаях сила Лоренца F_л = 0 и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.

Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца является центростремительной

и создает центростремительное ускорение равное

В этом случае частица движется по окружности.

Согласно второму закону Ньютона: сила Лоренца равна произведению массы частицы на центростремительное ускорение

, тогда радиус окружности , а период обращения заряда в магнитном поле .

Скорость заряженной частицы направлена под углом α 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 , т.е. . В результате сложения этих движений возникнет движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии . Направление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда.