問題 2
電荷 、質量 の粒子が、一様磁場（大きさ ）に速度 で垂直入射する。磁場領域は円軌道を含むほど広く、重力と相対論効果を無視する。(a) 軌道半径と回転方向を求めよ。(b) 周期とサイクロトロン角振動数を求めよ。(c) 磁場を出るまで角度 （rad）の円弧を進むとき、時間と弧長を求め、時間の 依存性を説明せよ。なお、各量は問題文の符号規約に従って表し、単位と物理的に許される範囲を明記する。前の小問で求めた結果は後の小問に用いてよい。 解答では各段階の物理法則と符号を明示し、求めた式の単位が対象量に一致することを確かめる。与えられた理想化以外の効果は考慮せず、記号は本文で定義した意味のまま用いる。極限や対称性がある場合は、結果がその条件に合うかも確認する。 解答の途中で定義した補助量は、最終的な答えを示す際に元の記号へ戻して整理する。各小問で指定された条件を取り違えず、初期状態と終状態、または原因と結果を区別して記述する。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
瞬間的な力の向きは の右手則で定まり、曲がる向きを決める。非相対論領域では周期は に依存しない。
problems.proof.pitfall. 半径と周期を混同しない。 は に依存するが、非相対論的なサイクロトロン周期は依存しない。