习题课3　带电粒子在有界磁场中的运动

　　 [学 习 目 标]　1.掌握几种常见有界磁场的特点。2.会分析直线边界、圆形边界磁场中带电粒子的运动轨迹。3.能利用几何知识求解圆周运动的半径。4.会分析有界磁场中的临界问题。

　　一、带电粒子在直线边界匀强磁场中的运动

　　1．有单平面边界的磁场问题

　　从单平面边界垂直磁场射入的正、负粒子重新回到边界时的速度大小、速度方向和边界的夹角与射入磁场时相同。

　　2．有双平行平面边界的磁场问题

　　带电粒子由边界上P点以如图所示方向进入磁场。

　　(1)当磁场宽度d与轨迹圆半径r满足r≤d 时(如图中的r1)，粒子在磁场中做半圆周运动后从进入磁场时的边界上的Q1点飞出磁场。

　　(2)当磁场宽度d 与轨迹圆半径r 满足r>d 时(如图中的r2)，粒子将从另一边界上的Q2点飞出磁场。

　　【例1】　如图所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为－q(q＞0)的粒子1在纸面内以速度v1＝v0从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α＝30°；质量为m、电荷量为＋q的粒子2在纸面内以速度v2＝v0也从O点射入磁场，其方向与MN的夹角β＝60°。已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点(图中未画出)，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求：

　　(1)两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d；

(2)两粒子进入磁场的时间间隔Δt。