带电粒子螺旋运动Helical motion in a magnetic field
斜着射入磁场，粒子会画出一条弹簧。
r = mv⊥ / (qB) h = 2πmv∥ / (qB)大学物理
蓝色：质子，绿色：磁场方向
r = mv⊥ / (qB) h = 2πmv∥ / (qB)
带电粒子的速度与磁场成一夹角时，可分解为平行和垂直于磁场的两个分量。洛伦兹力只作用于垂直分量，使粒子做匀速圆周运动；平行分量不受力，保持匀速直线运动。两者合成为螺旋线。回旋周期 T = 2πm/(qB) 与速度无关，这是回旋加速器和磁聚焦的基础。
v粒子速度（10⁶ m/s）α速度与磁场夹角（°）B磁感应强度（T）
t = 0.00 s
速度
回旋半径3.62cm
螺距13.12cm
回旋周期131.2ns
回旋半径与螺距随夹角的变化
夹角越大，半径越大、螺距越小；α = 90° 时轨迹为圆。
想一想
速度与磁场夹角为 90° 时，轨迹会变成什么形状？
平行分量为零，螺距为零，轨迹退化为圆。把夹角调到 90° 试试；夹角越小，螺旋越稀疏。
模型条件粒子为质子 · 匀强磁场 · 忽略重力与辐射 · 画面中每 2 s 回旋一圈
实验记录
调好参数后点“记录当前数据”。多记几组不同参数的数据，就能画出它们的关系并做直线拟合；暂停后在不同时刻记录，还可以研究读数随时间的变化。