带电粒子的回旋运动

在均匀恒定的磁场B中,作用于电荷为q的带电粒子上的洛伦兹

没有平行于B的分量, 也没有平行于粒子速度v 的分量。式中с表式光速,公式采用高斯单位制。因此,平行于磁场的速度分量v〃和垂直于B的平面内的速度分量v⊥都是常量。带电粒子在磁场B作用下将以速度v⊥作圆运动,而圆的中心将以速度v〃沿磁力线运动,形成了带电粒子在磁场内的螺旋形运动。

如果观察者随粒子沿磁力线以速度v〃运动, 他所看到的仅是粒子的圆运动,这个圆的半径rL,称为回旋半径,或拉莫尔半径。令离心力和磁力相等,则得

粒子作回旋运动的角速度

这个角速度也称为回旋频率,或拉莫尔频率。

相反符号的电荷以相反方向回转。如果磁场指向纸面外,则带正电荷的粒子作顺时针向回旋;带负电荷的粒子作逆时针向回旋。

因为离子质量mi远大于电子质量me,显然rLirLeωciωce