带电粒子的回旋运动

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  带电粒子的回旋运动汉语拼音:DɑidianLizi De Huixuanyundong;英语:cyclotron motion of charged particle),在均匀恒定磁场中,带电粒子沿着以磁力线为轴的螺旋线运动。

  在均匀恒定磁场B中,以速度υ运动、电量为q的带电粒子受到的洛伦兹力F =qυ×B 。F 的方向垂直于 B 和υ 构成的平面。 因F 与υ 垂直,故洛伦兹力对带电粒子不作功,不改变其速率和动能,只改变其运动方向。把υ分解为平行和垂直磁场B 的分量υ ‖和υ ┻。因F 无平行B 的分量,故υ‖的大小方向都保持不变;又因F 既垂直于B 又垂直于υ┻,故υ┻的大小保持不变,υ┻的方向在垂直于B的平面内不断改变。结果,带电粒子将以υ ┻在垂直于B 的平面内作圆周运动;同时,圆中心又以υ ‖沿B 方向作匀速直线运动,形成以磁力线为轴的螺旋线轨迹。

  如果观察者跟随带电粒子沿磁力线以υ‖运动 ,他看到的只是粒子的圆运动,即围绕磁力线的回旋运动,这个圆的半径称为回旋半径或拉莫尔半径,回旋运动的角速度称为回旋频率或拉莫尔频率。

  速度相同的异号电荷将沿反向回旋。由于离子的质量远大于电子质量,离子的回旋半径远大于电子的回旋半径,而离子的回旋频率远小于电子的回旋频率。