§29-8　在交叉的电场和磁场中的运动

迄今为止我们谈论了只在电场或只在磁场中的粒子。当这两种场同时存在时就会有某些有趣的效应。假设有一个匀强磁场B和一个电场E正交。凡垂直于B出发的粒子都将沿如图29-20所示的曲线运动（这是一条平面 曲线，而不是 一条螺旋线）。我们能够定性地理解这一运动。当（假定带正电的）粒子在E的方向运动时，它会增加速率，因而被磁场弯曲得较小。当其逆着电场运动时，它减少速率，因而被磁场连续弯曲得多些。净效应就是它有一个沿E×B方向的平均“漂移”。

事实上，我们能够证明，上述运动是由一个匀速圆周运动叠加于一个以速率vd =E/B进行着的横向匀速运动之上的合运动——图29-20中的那条轨道就是一条旋轮线。试想象一个以恒定速率向右运动的观察者，在他的参照系上，我们的磁场会变换成一个新的磁场再加上 一个方向朝下 的电场。如果他恰巧具有正确的速率，则他的总电场将为零，因而他将看到电子在做圆周运动。因此，我们 所看到的乃是一个圆周运动加上一个以漂移速率vd =E/B进行的平动。电子在交叉的电场和磁场中的运动就是磁控 管——即用来产生微波能量的振荡器——的基础。

图29-20　在交叉的电场和磁场中一个粒子的路径

关于在电场和磁场中粒子的运动还有许多其他的有趣例子，诸如被捕获在范艾仑（Van Allen）带中的电子和质子的轨道，可惜我们这里没有时间来一一讨论。