带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

一、带电粒子在有界磁场中运动的分析方法

1.圆心的确定

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

2.半径的确定和计算

①粒子速度的偏向角φ等于转过的圆心角α,并等于AB弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍,如图2所示,即φ=α=2θ。

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

②相对的弦切角θ相等,与相邻的弦切角θ′互补,即θ+θ′=180°。

3.粒子在磁场中运动时间的确定

若要计算转过任一段圆弧所用的时间,则必须确定粒子转过的圆弧所对的圆心角,利用圆心角α与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大

小,并由表达式

,确定通过该段圆弧所用的时间,其中T即为该粒子做圆周运

动的周期,转过的圆心角越大,所用时间t越长,注意t与运动轨迹的长短无关。

4.带电粒子在两种典型有界磁场中运动情况的分析

①穿过矩形磁场区:如图3所示,一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

a、带电粒子在穿过磁场时的偏向角由sinθ=L/R求出;(θ、L和R见图标)

b、带电粒子的侧移由R2

=L2

-(R-y)2

解出;(y见所图标)

c、带电粒子在磁场中经历的时间由得出。

②穿过圆形磁场区:如图4所示,画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

a、带电粒子在穿过磁场时的偏向角可由

求出;(θ、r和R见图标)

b、带电粒子在磁场中经历的时间由得出。

二、带电粒子在有界磁场中运动类型的分析

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