Тепер ми перейдемо до опису в загальних рисах руху зарядів за різних умов. Найцікавіші явища виникають тоді, коли зарядів рухається багато і всі вони взаємодіють один з одним. Так буває, коли електромагнітні хвилі проходять крізь шматок речовини або плазму; тоді легіони зарядів взаємодіють один з одним. Але це дуже складна картина. Пізніше ми поговоримо і про такі проблеми; поки ж обговоримо незрівнянно простішу задачу про рух окремого заряду в заданому полі. При цьому можна знехтувати всіма іншими зарядами, за винятком, звісно, тих зарядів і струмів, які створюють поле, яке ми припускаємо.
Почати, мабуть, слід з руху частинки в однорідному електричному полі. Рух за невеликих швидкостей не становить особливого інтересу — це просто рівномірно прискорений рух у напрямку поля. А от коли частинка, набравши достатньо енергії, перетворюється на релятивістську, її рух стає складнішим. Розв'язок для цього випадку я залишаю вам — потрудіться і відшукайте його самі.
Ми ж розглянемо рух в однорідному магнітному полі, коли електричного поля немає. Цю задачу ми вже розв'язували. Одним із розв'язків був рух частинок по колу. Магнітна сила qvXB завжди діє під прямим кутом до напрямку руху, так що похідна dp/dt перпендикулярна р і дорівнює за величиною vp/R, де R — радіус кола, тобто
Почати, мабуть, слід з руху частинки в однорідному електричному полі. Рух за невеликих швидкостей не становить особливого інтересу — це просто рівномірно прискорений рух у напрямку поля. А от коли частинка, набравши достатньо енергії, перетворюється на релятивістську, її рух стає складнішим. Розв'язок для цього випадку я залишаю вам — потрудіться і відшукайте його самі.
Ми ж розглянемо рух в однорідному магнітному полі, коли електричного поля немає. Цю задачу ми вже розв'язували. Одним із розв'язків був рух частинок по колу. Магнітна сила qvXB завжди діє під прямим кутом до напрямку руху, так що похідна dp/dt перпендикулярна р і дорівнює за величиною vp/R, де R — радіус кола, тобто
Зображення
Таким чином, радіус кругової орбіти дорівнює
Зображення
Це один з можливих рухів. Якщо частинка, що рухається, має тільки одну складову в напрямку поля, то ця складова не змінюється, бо в магнітної сили відсутня компонента в напрямку поля. Загальний же рух частинки в однорідному магнітному полі — це рух зі сталою швидкістю в напрямку В і круговий рух під прямим кутом до В, тобто рух по циліндричній спіралі (фіг. 29.1). Радіус спіралі визначається рівністю (29.1) із заміною p на Р| — компоненту імпульсу, перпендикулярну до напрямку поля.