Дослідження руху заряджених частинок у магнітному полі

Abstract

Розглянуті та проаналізовані фізичні закономірності руху заряджених частинок в електричних та магнітних полях, які лежать в основі значної кількості сучасних технічних пристроїв та природних явищ. Систематизовано основні типи руху частинок у однорідному магнітному полі – прямолінійний, коловий та гвинтовий, а також досліджено особливості руху у неоднорідному полі, зокрема дрейфові рухи та ефект магнітного дзеркала. Розглянуто принцип дії технічних пристроїв, побудованих на керованому русі заряджених частинок, та області їх прикладного використання у промисловості, медицині та наукових дослідженнях. Виконано лабораторну роботу з визначення питомого заряду електрона методом магнетрона в якості прикладу методу дослідження руху заряджених частинок. Розглянута лабораторна робота та відповідне методичне забезпечення до неї дає можливість забезпечити якісний рівень знань і практичних навичок здобувачів освіти в умовах дистанційного навчання.

The physical regularities of the motion of charged particles in electric and magnetic fields, which underlie a significant number of modern technical devices and natural phenomena, have been examined and analysed. The main types of particle motion in a uniform magnetic field – rectilinear, circular, and helical – have been systematized, and the features of motion in a non-uniform field, in particular drift motions and the magnetic mirror effect, have been investigated. The operating principles of technical devices based on the controlled motion of charged particles and the areas of their practical application in industry, medicine, and scientific research have been considered. Laboratory work was performed to determine the specific charge of an electron using the magnetron method as an example of a method for studying the motion of charged particles. The discussed laboratory work and its corresponding methodological support enable a high level of knowledge and practical skills for students in the context of distance learning.