運動電荷在有界磁場中的運動分析

高翔

[摘 要]磁場的強弱和運動速度的大小決定了荷質比一定的粒子的磁偏轉半徑，而磁場分布的位置（或者粒子進與出磁場的位置）和磁場在空間分布范圍限定了磁偏轉運動的徑跡，從而決定了磁偏轉所對應的圓心角和所夾的弦，進而決定了粒子在有界磁場中運動的時間和實際通過的路徑。粒子從什么位置以什么樣的速度進入和射出有界磁場，以及有界磁場的分布區域是分析粒子進出有界磁場問題的重要條件。

[關鍵詞]有界磁場 分布范圍 進出位置

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058（2015）230039

荷質比q/m不同的電荷以不同速度進入指定的磁場區域，磁偏轉的半徑r=mv/qB，因荷質比的不同而存在差異，同時由于運動電荷進入有界磁場的方向不同，即與磁場邊界的夾角存在差異，磁偏轉的路徑也就不同。由于受磁場邊界的限制，使得磁偏轉的路徑受到相應的限定，這也就決定了磁偏轉對應的圓心角和運動弧長所夾的弦長不同，從而使得磁偏轉的時間和經歷的路徑存在差別。

求解此類問題常用的方式是：通過確定進入和射出有界磁場的位置求解磁回旋對應的弦，通過弦長的最值求解磁回旋路徑的長短，或者通過尋找磁回旋的圓心角求解磁回旋經歷的時間，其中求入射速度或qm是解決此類問題切入點。

一、粒子從確定的位置以確定的速率進、出指定區域內磁場的最值問題分析

圖1

【例1】 如圖1所示為可測定比荷的某裝置的簡……