怎樣判斷帶電粒子在磁場中運動的軌跡?

艾華戀萌


這個要用到所謂的左手定則。

在高中的物理課本里寫了,讓磁場穿過左手的掌心,四指是正電荷的運動方向,那麼大拇指就是受力方向。這個是判斷洛倫茲力方向的唯一辦法。

至於你說的運動軌跡的判斷,更需要在上面講到的洛倫茲力的方向的基礎上,再通過力與速度的夾角來判斷。一般來說,當夾角不等於0度或者180度的時候,粒子都不是做直線運動,而是曲線運動。

如果你要計算出軌跡的方程,你必須要建立一個座標系,然後在座標系中使用牛頓第二定律的微分方程表示,用一個2階常微分方程才可以把軌跡方程解出來。這個計算過程還是比較複雜的。

還有一個方法可以快速判斷帶電粒子在磁場中的運動軌跡,那就是做電腦模擬,你可以依靠COMSOL等軟件來完成這個模擬,也可以自己編寫電磁場的模擬軟件來做。


瀟軒


在高中階段,在不考慮重力的情況下,如果帶電粒子只受洛倫茲力,那麼粒子會在洛倫茲力的作用下,做圓周運動。

做的軌跡都是圓周運動,只是當帶電粒子的電性不同的時候,比如正電或負電,粒子的運動方向不同。我們在判斷粒子運動的方向的時候都是根據左手定則去判斷。

伸開左手,讓磁場穿過手心,四指方向為正電粒子運動方向,粒子所受的洛倫茲力就是大拇指方向,即指向圓心。當粒子是負電的時候,用左手去判斷受的力正好和正電的時候相反。


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