Feladat: 1934. fizika feladat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Kovács Zsolt 
Füzet: 1984/december, 470 - 471. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mozgó elektromos töltésre ható erő (Lorentz-erő), Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1984/április: 1934. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Vegyünk fel egy hengerkoordináta-rendszert az ábra szerint! A homogén térrészben a részecskére csak sugárirányú erő hat, hiszen a tér által ható erő a haladási irányra és az indukcióvonalakra is merőleges. Így a mozgás állandó menetemelkedésű spirális.

 
 

A beszűkülő részhez érve az erőviszonyok megváltoznak, a ható Lorentz-erőnek lesz egy ‐ z irányú komponense is, hiszen a v×B-vel arányos erő most nem merőleges a z tengelyre. Így ha a beszűkülés elegendően nagy, a részecske z irányú sebessége zérusra csökken, majd ‐ mivel a részecske még mindig az inhomogén részben tartózkodik ‐, visszafelé kezd gyorsulni. Mivel a mágneses tér energiát nem ad át a töltésnek, a részecske az eredetivel ellenkező irányban, azonos spirálon visszafelé mozog.
Ha a sebesség elég nagy, a részecske bejuthat a nagyobb térerejű részbe, ott kisebb sugarú pályán nagyobb kerületi és kisebb haladási sebességgel megy tovább.