電子線の経路について

質問

先日ヘルムホルツコイルと電子銃を使って電子の比電荷の実験をしたときに、放電管に磁石を近づけ、電子線の経路を観察するところがあったのですが、それの物理的説明が全く思いつきません。

ちなみに、初期状態で電子線の経路は2r=10(cm)の円を描くように一様な磁場を掛けています。
ちなみに結果は、N極を近づけたとき電子線は磁石とは反対側に螺旋を描いて遠のいていき、S極を近づけたとき、磁石の方に螺旋を描いて近づいてきました。

どなたか得意な方回答お願いいたします。

回答No.3

foobar · ベストアンサー

（ローレンツ力とフレミングの法則って、同じ内容を表わしているような,,）

磁束(磁界）というベクトル量を扱っているので、説明には適宜　図を使うほうが良いかと思います。

1.　磁極からは磁束(磁力線)が放射状に出ていると、近似(仮定)する。
2.　磁極から出ている磁束を、ヘルムホルツコイルによる磁界と平行な成分および直交する成分に分解する。(このとき、N極とS極で磁力線の向きが反対になっていることに留意）
3.　それぞれの成分が電子線に与える力を求め、図に書き加える。その結果電子線の軌道がどう変わるか考察する。

という具合でしょうか。
定性的には、2.で図示した磁力線の直交成分と電子線間のローレンツ力で螺旋軌道に変わることが説明できるかと思います。（詳しく観察すると、並行成分の影響で、旋回半径も変わっているはず、、）

お礼

うわぁ。本当に細かい回答ありがとうございます。
本当に助かります。

以上で終了いたします。どうもありがとうございました。
m(_ _)m

回答No.2

he-goshite-

揚げ足取りで，ごめんなさい。

>この回答＋ローレンツ力とキルヒホッフの左手の法則>で完全に示せるのでしょうか？
キルヒホッフではなくフレミングでしょう。

お礼

急いでて見事に間違えてましたね・・・。（滝汗

回答No.1

foobar

放電管に対して、どのような向きで磁石を近づけたのでしょうか？（電子が旋回している面に対して垂直に？面に対して平行に？)

旋回面に垂直に、旋回中心に向けて近づけた場合（状況からすると、これかなと、、）
磁極周辺の磁界は均一でなく、磁極中心線から離れると磁束の方向が傾く（中心から外側に向かう成分が発生する）こと、磁束の向きがN極とS極で反転すること　で説明がつくかと思います。

補足

回答ありがとうございます。

＞どのような向きで
電子の旋回面に対して垂直です。説明が欠落してましたね；；

まさに回答と同じような状況でやったのですが、この回答＋ローレンツ力とキルヒホッフの左手の法則で完全に示せるのでしょうか？
また、磁束の方向が傾くことに関して、納得のいかせる説明方法などあればお願いしたいのですが・・・。