Chuyển động hạt trong từ trường

Trong đều và chỉ có , thành phần song song trường không đổi. Thành phần vuông góc quay đều trong mô hình không tương đối tính. Kết hợp hai chuyển động cho đường xoắn ốc, hoặc đường tròn nếu thành phần song song bằng không.

Lĩnh vực: Cơ học, nhiệt, điện từ và lượng tử

Định nghĩa trên trang này được dùng trong lĩnh vực vừa nêu. Một từ giống nhau ở môn khác có thể mang nghĩa khác.

Bài giảng dùng khái niệm này

• Từ trường và lực từVật lý 2
• Vật lý hạt và vũ trụ họcVật lý 2

Giải thích kỹ thuật

Tách thành các thành phần song song và vuông góc đều. không có thành phần dọc trường, nên v_∥ không đổi. Phần vuông góc chịu lực hướng tâm:

$$\begin{array}{rl}|q|v_{\perp }B& =m{v}_{\perp }^2/R,\\ R& =\frac{m{v}_{\perp }}{|q|B},\\ \omega & =|q|B/m,\\ T& =\frac{2\pi m}{|q|B},\\ p& =v_{\parallel }T.\end{array}$$

Các biểu thức dùng mô hình không tương đối tính. Dấu đảo chiều quay, nhưng không đổi bán kính khi các độ lớn khác giống nhau. Thành phần song song bằng không cho đường tròn, thành phần vuông góc bằng không cho chuyển động thẳng dọc trường.

Ví dụ

Electron chuyển động tròn trong có không phụ thuộc tốc độ ở mô hình không tương đối tính. Tăng tốc độ làm bán kính lớn hơn, nhưng chu kỳ giữ nguyên nếu trường và khối lượng không đổi.

Khi nào cần dùng?

Tính bán kính, chu kỳ, bước xoắn và nhận ra điều kiện áp dụng mô hình khối lượng không đổi.

Câu hỏi ôn lại

Hai hạt cùng khối lượng và độ lớn nhưng khác tốc độ vuông góc có cùng bán kính không?

Xem đáp án

Không. Bán kính tỉ lệ tốc độ vuông góc. Tuy nhiên, chu kỳ bằng nhau trong cùng trường đều và mô hình không tương đối tính.

Thuật ngữ liên quan

• Từ trường
• Lực từ lên điện tích
• Công & năng lượng

Tài liệu tham khảo

Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, ấn bản 15, chương 27, trang 878–907.