Выражение для силы Лоренца (2.1) позволяет найти ряд закономерностей движения заряженных частиц в магнитном поле. Направление силы Лоренца зависит от знака заряженной частицы.
Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью вдоль линий магнитной индукции, то угол a между векторами и равен 0 или p. Тогда по формуле (2.1) сила Лоренца равна нулю, и частица движется равномерно и прямолинейно.
Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью , перпендикулярной вектору , то сила Лоренца равна: ;постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Согласно второму закону Ньютона, эта сила создает центростремительное ускорение. Из условия следует, что радиус окружности равен:
. (2.2)
Период вращения частицы, т.е. время (Т), за которое она совершает один полный оборот, равно:
.
Подставим сюда выражение (2.2) получим:
,
т.е. период вращения частицы в однородном магнитном поле не зависит от скорости (при ) и определяется только величиной, обратной удельному заряду () частицы и магнитной индукцией поля.
Если скорость () заряженной частицы направлена под углом a к вектору , то ее движение можно представить в виде суперпозиции:
1) равномерного прямолинейного движения;
2) равномерного движения по окружности в плоскости, перпендикулярной магнитному полю.
В результате сложения обоих движений возникает движение по спирали, ось которой параллельна магнитному полю.