物理の電気の問題に関する解説
- 物理の電気の問題についての解説です。
- 一様な静電場、あるいは一様な静磁場中の電子の運動に関する記述の正しいものについて解説します。
- 静磁場中への電子の入射について、正しい軌跡について解説し、双曲線と放物線の違いについても説明します。
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物理の電気の問題です
物理の電気の問題です。 ある試験に実際に出題された問題です。 (問題) 一様な静電場、あるいは一様な静磁場中の電子の運動に関する次の記述のうち正しいのはどちらか。 (選択肢) (1)静磁場中へ、電子が電気力線に対して斜めに速度vで入射したとき、電子の軌跡はvと電気力線でつくる平面内で双曲線となる。 (2)静磁場中へ、電子が磁力線に対して斜めに速度vで入射したとき、電子の軌跡は、磁力線に平行な軸の周りの螺旋となる。 (解答) (2) (2)については、正しいので解けたのですが、(1)は双曲線でなく放物線が正しいのでしょうか？ 分かる方おられましたら、教えてください。 よろしくお願いします。
- tfkae0124
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螺旋は円運動が、円平面について垂直に移動する軌跡ですね。バネの形です。電子が静磁場中で受ける力は運動方向に対して垂直ですから（フレミング左手の法則、右ネジの法則）、一様な静磁場であれば円運動になる力であり、斜めですから垂直方向もあるので螺旋、ということで(2)を正しくお解きになられたものと思います。 >(1)『静磁場』（？）中へ、電子が電気力線に対して斜めに速度vで入射したとき、電子の軌跡はvと電気力線でつくる平面内で双曲線となる。 これは電気力線とあるので一様な静電場でしょうか。そうだとしまして、電荷が一様な静電場から受ける力ですね。重力と電気力が数式として同じ形（F=GMm/r^2, F=kQq/r^2）であることから、地表で斜めに放った物体の運動と同じになることが分かります。 >双曲線でなく放物線が正しいのでしょうか？ ご明察、その通りです。
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