Lab_dot磁01
均匀磁场怎样弯曲带电粒子的轨迹？
A charged particle in a uniform magnetic field
改变电荷符号、磁场方向与初速度方向。观察圆周、螺旋和直线运动，并检查磁力是否改变粒子的速率和动能。
实验观察窗准备就绪
均匀磁场，忽略辐射损失 · 三维轨迹的等比例正交投影 · 时间按回旋周期慢放
速率
实际经过时间
动能
沿 z 的位置
测量图
试着观察与解释
- 电荷反号或磁场反向后，哪一部分轨迹改变方向？
- 把夹角从 90°逐渐减小，观察圆周与沿场运动的组合。
- 比较起点与终点的速率和动能。
实验记录
| 实验条件 / 进度 | 速率 / km/s | 实际经过时间 / μs | 动能 / keV | 沿 z 的位置 / m |
|---|
改变条件后，记录读数并进行比较。
查看物理模型、公式与适用范围
磁力
磁力垂直于速度，所以不改变动能。初始横向速度沿 +x，沿场速度沿 +z。
F⃗ = qv⃗ × B⃗；F⃗ · v⃗ = 0
回旋与螺旋
横向运动绕磁力线旋转，沿场方向保持匀速。零磁场时完整速度向量保持不变。
r = p⊥/|qB|
T = 2πγm/|qB|
计算范围
轨迹使用 p = γmv；在本能量范围内接近非相对论结果。粒子是测试质点，忽略自场和辐射。
γ = 1 + K/(mc²)