5Kreis- und Spiralförmige Bewegungen im Magnetfeld

Kreisförmige Bewegungen im Magnetfeld

Wir können aus den bislang dargestellten Bahnbewegungen von Elektronen oder Protonen im Magnetfeld eine kreisförmige Ablenkung aufgrund der Lorentz-Kraft erkennen.

Interessant deshalb für uns an dieser Stelle, wie sich eine Elementarladung generell innerhalb eines ausgedehnten Magnetfeldes der Magnetischen Flußdichte $\vec{B}\backslash vec\{B\}$ (Vektorschreibweise!) bewegt. Können wir möglicherweise generell eine kreisförmige Bewegung ableiten?

In diesem Kurs hatten wir bislang angenommen, die Geschwindigkeit $\vec{v}\backslash vec\{v\}$ verliefe immer senkrecht zur Magnetischen Flußdichte ($\vec{v}\backslash vec\{v\}$ ⊥ $\vec{B}\backslash vec\{B\}$).

Nachfolgend werden wir neben dieser bisherigen Annahme (1) ebenso den Bahnverlauf von Elementarladungen $qq$ betrachten, wenn dem nicht so ist (2).

1) Geschwindigkeit $\vec{v}\backslash vec\{v\}$ senkrecht zum Magnetfeld $\vec{B}\backslash vec\{B\}$

Für unsere weiteren Untersuchungen gehen wir deshalb zunächst davon aus,

• . . . dass sich eine Elementarladung $qq$, beispielweise ein Proton $e_{+}e\_+$ bereits innerhalb eines Magnetfeldes befindet,

• . . . des weiteren die Bewegungsrichtung der Geschwindigkeit $\vec{v}\backslash vec\{v\}$ zunächst absolut senkrecht zu den magnetischen Feldlinien $\vec{B}\backslash vec\{B\}$ verläuft (siehe nachfolgende Abb. 4)

2) Geschwindigkeit $\vec{v}\backslash vec\{v\}$ nicht senkrecht zum Magnetfeld $\vec{B}\backslash vec\{B\}$ ($v\mathrm{\ne }\text{⊥}B)v\ne \perp B)$

Für unseren etwas geänderten Gedankengang nun folgendes,

• . . . wiederum befindet sich eine hier positive Elementarladung $e_{+}e\_+$ (Proton) bereits innerhalb eines Magnetfeldes $\vec{B}\backslash vec\{B\}$,

• . . . geändert nun allerdings die Bewegungsrichtung der Geschwindigkeit $\vec{v}\backslash vec\{v\}$, nun nicht senkrecht zu den magnetischen Feldlinien $\vec{B}\backslash vec\; \{B\}$ (siehe nachfolgende Abb. 5).