
【化】 magnetic deflection
magnetism
deflexion
【化】 eccentric rotation; offset
【醫】 declination; deflection
磁偏轉(Magnetic Deflection) 是指帶電粒子(如電子、離子)在磁場中運動時,其運動軌迹因受到磁場施加的洛倫茲力而發生偏轉的現象。該術語在物理學、電子工程(如陰極射線管、質譜儀)及電磁學領域具有重要應用。
核心定義與物理機制
當帶電粒子以一定速度進入勻強磁場時,會受到垂直于其運動方向和磁場方向的洛倫茲力(Lorentz force)作用。其公式為:
$$ vec{F} = q(vec{v} times vec{B}) $$
其中 ( q ) 為粒子電荷量,( vec{v} ) 為粒子速度矢量,( vec{B} ) 為磁感應強度矢量。該力導緻粒子做勻速圓周運動(速度方向與磁場垂直時)或螺旋運動(速度方向與磁場成一定角度時),從而實現軌迹偏轉。
方向判定(右手定則)
偏轉方向遵循右手定則:正電荷粒子偏轉方向為 ( vec{v} times vec{B} ) 的方向,負電荷(如電子)則相反。這一特性被廣泛應用于控制電子束路徑,例如傳統顯像管(CRT)中通過調節磁場強度改變電子束轟擊屏幕的位置。
典型應用場景
參考資料
磁偏轉是帶電粒子(如電子束)在磁場作用下運動方向發生偏轉的現象,其核心原理和特點如下:
受力特征
當帶電粒子以速度( v )垂直進入勻強磁場時,會受到洛倫茲力作用,方向與速度和磁場方向均垂直。其表達式為:
$$
F = qvB
$$
其中( q )為粒子電荷量,( B )為磁感應強度。
運動規律
在均勻磁場中,粒子做勻速圓周運動,軌道半徑( r )和周期( T )分别為:
$$
r = frac{mv}{qB}, quad T = frac{2pi m}{qB}
$$
磁場範圍外粒子恢複勻速直線運動。
磁偏轉通過磁場對帶電粒子的洛倫茲力實現方向控制,廣泛應用于顯示、科研和工業領域,其核心特點是粒子動能恒定且偏轉角度靈活。
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