🧲 Сила Лоренца — Заряджена Частинка в ЕМ Полях

Заряджена частинка в комбінованих електричному та магнітному полях підпорядковується F = q(E + v×B). Чисте поле B спричиняє кругову (циклотронну) орбіту; додайте E для циклоїд та дрейфу E×B. Натисніть на полотно щоб запустити частинку з будь-якої точки.

Сценарій

Поля

Поле B (з екрана) 2.0 Тл Поле E_x 0.0 В/м Поле E_y 0.0 В/м

Частинка

Заряд q +1 e Маса m 1.0 а.о.м. Початк. v_x 3.0 Початк. v_y 0.0

Статистика

Радіус Лармора r_L—

Циклотронна ω_c—

Дрейф E×B v_d—

Швидкість |v|—

Що демонструє симуляція

В однорідному магнітному полі B (спрямованому з екрана) заряджена частинка рухається по колу — циклотронна орбіта. Радіус r_L = mv/(|q|B) — это радіус Лармора. Зміна знаку заряду змінює напрямок обертання.

Додавання перпендикулярного електричного поля E спричиняє боковий дрейф зі швидкістю v_d = E/B — дрейф E×B. Цей дрейф не залежить від знаку заряду. В режимі циклоїди частинка стартує з нуля і котиться.

Чи знали ви?

Сила Лоренца є основою мас-спектрометрів, полярних сяйв та прискорювачів частинок — зокрема Великого Адронного Колайдера, де тисячі надпровідних магнітів утримують протони з енергією 7 ТеВ на кільцевій траєкторії діаметром 27 км.