مسیر دایروی

 برای توصیف کامل تر حرکت ذرّه باردار در میدان مغناطیسی یکنواخت و تأکید بر اینکه نیروی مغناطیسی کار انجام نمی‌دهد، حالت خاصی را بررسی می‌کنیم که در آن سرعت ذرّه عمود بر میدان مغناطیسی است.

    همان طور که شکل زیر نشان می‌دهد میدان مغناطیسی یکنواخت باعث حرکت ذرّه در مسیر دایروی می‌گردد. برای فهم اینکه چرا مسیر دایروی است، دو نقطه را روی پیرامون دایره در نظر بگیرید.

    اگر مایل باشید حرکت ذرّه بار دار را در میدان مغناطیسی مشاهده کنید، به مدلسازی زیر توجه کنید.

    در مدل‌سازی زیر میدان مغناطیسی به سمت داخل صفحه است. به حرکت ذرّات باردار مثبت و منفی توجّه کنید.

برای مشاهده مدلسازی پس از دانلود فایل ایندکس را باز کنید

ذرّه منفی ساعتگرد حرکت می‌کند یا پاد ساعتگرد؟

    برای به‌دست آوردن شعاع مسیر دایروی، بایستی مفاهیم نیروی جانب مرکز و شتاب جانب مرکز را به یاد آوریم.

اندازه نیروی جانب مرکز F_C به سرعت و جرم ذرّه و همچنین شعاع دایره بستگی دارد:

    در اینجا، نیروی مغناطیسی تأمین کننده نیروی جانب مرکز است. ازآنجاکه نیرو عمود بر سرعت و جابه جایی است بنابراین، برای نگه داشتن بار q+ در مسیر دایروی، نیروی مغناطیسی هیچ کاری را انجام نمی‌دهد. بنا به رابطه نیروی مغناطیسی،   خواهیم داشت:

    این نتیجه نشان می‌دهد که شعاع دایره تقریباً متناسب با عکس میدان مغناطیسی است، هر چه میدان قوی‌تر باشد شعاع مسیر دایروی تنگ‌تر خواهد شد.