Движение заряженных частиц в электростатическом и магнитном поле

- заряд, прошедший за единицу времени.

- скорость движения зарядов.

- поле движущегося заряда.

- значение напряжения поля для одного заряда.

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 (V=0) или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением, то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти.

· Если начальная скорость V0 не сонаправлена с ускорением, 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 (скорость и магнитная индукция противоположно направлены). В этих случаях сила Лоренца будет равна 0 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: F=ma; ; .

Отношение q/m — называют удельным зарядом частицы.

Период вращения частицы , то есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории.