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 $\vec{B}$ (Vektorschreibweise!) bewegt. Können wir möglicherweise generell eine kreisförmige Bewegung ableiten?

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

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

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

Für unsere weiteren Untersuchungen gehen wir deshalb zunächst davon aus,

• . . . dass sich eine Elementarladung $q$, beispielweise ein Proton $e_+$ bereits innerhalb eines Magnetfeldes befindet,

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

2) Geschwindigkeit $\vec{v}$ nicht senkrecht zum Magnetfeld $\vec{B}$ ($v≠⊥B)$

Für unseren etwas geänderten Gedankengang nun folgendes,

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

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