こんにちは＜Frank＞です。

参考図書の説明では立体的イメージが浮かばなかったので、詳細は
別途ネットで調べることにし、今回は文書の定義に留めます。

１．電場による力
電場は空間の中で電荷に力を及ぼす場です。電場の強さは、電場 𝐸
で表され、電場中に置かれた電荷 𝑞 には次のような力が働きます。

𝐹 = 𝑞𝐸

ここで、𝐹 は電場から電荷に働く力のベクトル、𝑞 は電荷の大きさ、
𝐸 は電場の強さのベクトルです。正の電荷は電場の方向に、負の電
荷は電場の反対方向に力を受けます。この力によって荷電粒子は直
線的に加速されます。

２．磁場による力
磁場は動いている電荷に力を及ぼす場です。磁場 𝐵 中で速度 𝑣 で運
動する電荷 𝑞 には、次のローレンツ力が働きます。

𝐹 = 𝑞(𝑣 × 𝐵)

ここで、𝐹 は磁場から電荷に働く力のベクトル、𝑣 は電荷の速度の
ベクトル、𝐵 は磁場の強さのベクトル、× はベクトルの外積を意味
します。この力は速度と磁場に垂直な方向に働きます。そのため、
磁場中での荷電粒子は力の方向に速度が変化し、運動の方向が変わ
りますが、速度の大きさ（速さ）は変わりません。

３．磁場中での荷電粒子の運動
磁場中における荷電粒子の運動を考えると、磁場から受ける力は速
度に垂直に働くため、粒子は円運動をします。このときの円運動の
半径 𝑟 は次の式で求められます。

𝑟 = (𝑚𝑣)／(∣𝑞∣𝐵)

ここで、𝑚 は荷電粒子の質量、𝑣 は荷電粒子の速さ、∣𝑞∣ は電荷の
絶対値、𝐵 は磁場の強さです。この運動は等速円運動であり、周期
𝑇 は次のようになります。

𝑇 = (2𝜋𝑚)／(∣𝑞∣𝐵)​

荷電粒子が磁場中で運動する場合、速度の向きが常に変わり、円軌
道を描くように運動することになります。

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今日もご一読いただき、ありがとうございました。

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