ローレンツ力シミュレーター 戻る EN | ZH
Physics Simulator

ローレンツ力・荷電粒子の運動

電子・陽子・任意荷電粒子の磁場・電場中での軌道をリアルタイムアニメーション。ローレンツ力・回転半径・サイクロトロン周波数を自動計算。

パラメータ設定
粒子タイプ
電荷 q -1.60e-19 C
×1.6×10⁻¹⁹ C
質量 m 9.11e-31 kg
×(基準値 m₀)、対数スケール
初速度 vx 1.00e+6 m/s
初速度 vy 0.00e+0 m/s
磁場 B 0.010 T ⊙
⊙ 表向き / ⊗ 裏向き(B > 0 / B < 0)
電場 Ex 0 V/m
電場 Ey 0 V/m
再生コントロール
t = 0.00 s
キャンバス上の粒子をドラッグして初期位置を変更
ローレンツ力 F [N]
回転半径 r [m]
サイクロトロン周波数 fc
周期 T [s]

Theory

ローレンツ力:

$$\vec{F} = q(\vec{E} + \vec{v} \times \vec{B})$$

回転半径(純磁場中):$r = \dfrac{mv}{|q|B}$

サイクロトロン周波数:$f_c = \dfrac{|q|B}{2\pi m}$  周期:$T = \dfrac{2\pi m}{|q|B}$

運動方程式:$m\dot{\vec{v}} = q(\vec{E} + \vec{v}\times\vec{B})$ をRK4で数値積分

応用例: サイクロトロン・シンクロトロン設計 / MRI磁気共鳴原理 / プラズマ閉じ込め(磁場配位) / 電磁偏向型質量分析計(磁気質量分析)。E×Bドリフトは核融合装置のプラズマドリフト解析に直結します。

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