Каково движение электрона при его вхождении в однородное магнитное поле с направленной вдоль линий магнитной индукции

Moroznyy_Polet

36

При движении электрона в однородном магнитном поле, на него будет действовать магнитная сила, которая будет направлена перпендикулярно к его скорости и к направлению магнитных линий индукции.
Для понимания данного движения, воспользуемся правилом "левой руки" (правило Лоренца):

1. Расположите большой палец, указывающий в направлении скорости электрона.
2. Показательный палец должен быть направлен по магнитным линиям индукции.
3. Средний палец будет указывать на направление силы, действующей на электрон.

Итак, при вхождении электрона в однородное магнитное поле, сила Лоренца будет направлена перпендикулярно и к скорости электрона, и к направлению магнитных линий индукции. Эта сила будет действовать на электрон перпендикулярно к этой плоскости движения и будет служить центростремительной силой, которая будет приводить к изменению направления движения электрона.

Математически, магнитная сила \(F\) на электрон в магнитном поле определяется уравнением
\[F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta),\]
где \(q\) - заряд электрона, \(v\) - скорость электрона, \(B\) - магнитная индукция поля и \(\theta\) - угол между вектором скорости электрона и магнитными линиями.

Таким образом, при вхождении электрона в однородное магнитное поле с направленной вдоль линий магнитной индукции скоростью, электрон будет двигаться по окружности с радиусом \(R\), определяемым силой Лоренца:
\[R = \frac{m \cdot v}{q \cdot B},\]
где \(m\) - масса электрона.

Такое движение называется циклотронным движением электрона, где он будет перемещаться по спирали вдоль линий магнитной индукции.