帶電粒子在電場和磁場中的運動

在 95 年指定科目物理考科中，第 15 題（E）選項考了帶電質點以 y 方向的初速，進入 x 方向的均勻磁場及電場中，其軌跡為拋物線。無獨有偶地，在 96 年第 6 題（E）選項再次考了帶電質點在相互垂直的電磁場中，在原點處由靜止釋放，其運動軌跡為圓形。我們知道帶電質點在靜電場中會受到電力，而具有速度v的帶電質點在磁場中會受到磁力。如果空間中僅有電場或磁場，那麼帶電質點在其中的運動性質和軌跡都是比較簡單的。而當電場和磁場同時存在時，對帶電質點所受的作用力將是電力和磁力的向量和，這時其運動性質和軌跡就較為複雜。本文將按電場和磁場的組合方式以及帶電粒子進入場的方向做有系統地進行分類處理，討論帶電質點的運動情況及其軌跡，如此不但可知上述兩選項的對錯，更能一探此類問題之全貌。