Содержание 1. Движение электрона в равномерном магнитном поле, неизменном во времени и направленном перпендикулярно скорости..........................3 2. Движение электрона в неизменном во времени магнитном поле, когда скорость электрона не перпендикулярна силовым линиям...................4 3. Фокусировка пучка электронов постоянным во времени магнитным полем (магнитная линза)..............................................6 4. Движение электронов в равномерном электрическом поле. Принцип работы электронного осциллографа................................................7 5. Фокусировка пучка электронов постоянным во времени электрическим полем (электрическая линза).....................................8 6. Движение электрона в равномерных, взаимно перпендикулярных, неизменных во времени магнитном и электрическом полях..................9 7. Движение заряженных частиц в кольцевых ускорителях..................11 Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полях 1. Движение электрона в равномерном магнитном поле, неизменном во времени и направленном перпендикулярно скорости.
    В данных разделах под заряженной частицей мы будем подразумевать электрон. Заряд его обозначим q=-qэ и массу m. Заряд примем равным qэ=1,601.10-19 Кл, при скорости движения, значительно меньшей скорости света, масса m=0,91.10-27 г. Полагаем, что имеет место достаточно высокий вакуум, так что при движении электрон не сталкивуается с другими частицами. На электрон, движущийся со скоростью в магнитном поле индукции, действует сила Лоренца .
    На рис 1 учтено, что заряд электрона отрицателен, и скорость его направлена по оси y, а индукция по оси- x. Сила направлена перпендикулярно скорости и является центробежной силой. Она изменяет направление скорости, не влияя на числовое значение.
    
    
    
    
    Электрон будет двигаться по окружности радиусом r с угловой частотой ?ц, которую называют циклотронной частотой. Центробежное ускорение равно силе f, деленной на массу .
    
    Отсюда
    (1)
    
    Время одного оборота
    
    
    
    Следовательно
    
    (2)
    
    
     2. Движение электрона в неизменном во времени магнитном поле, когда скорость электрона не перпендикулярна силовым линиям.
    Рассмотрим два случая: в первом- электрон будет двигаться в равномерном, во втором - в неравномерном поле.
    а) Движение в равномерном поле. Через ?? на рис 2. Обозначен угол между скоростью электрона и индукцией . Разложим на , направленную по и численно равную , и на , направленную перпендикулярно и численно равную . Так как , то наличие составляющей скорости не вызывает силы воздействия на электрон. Движение со скоростью приводит к вращению электрона вокруг линии подобно тому, как это было рассмотрено в первом пункте. В целом электрон будет двигатся по спирали рис. 2. б. Осевой линией которой является линия магнитной индукции. Радиус спирали шаг спирали
    (3)
    
    Поступательное и одновременно вращательное движение иногда называют дрейфом электрона.
    Рис 2. б.
    б) Движение в неравномерном поле. Если магнитное поле неравномерно, например сгущается ( рис.2 в.), то при движении по спирали электрон будет попадать в точки поля, где индукция В увеличивается. ............