2025年3月23日実施 理論 A問題 問12

陽極(+)が上，陰極(−)が下の配置。電界は陽極→陰極の向き（−y 方向）。

電子（電荷 −e）は電界（−y 方向）と逆向きの力 F = eE（+y 方向 = 陽極へ向かう）を受ける。

電子を陽極へ引き出す電界の向きは y 軸の「負」の向きである。

磁界中を運動する荷電粒子に働く力を「ローレンツ力」という。

大きさ F = | q | v B sinθ であり，磁束密度 B に「比例」する（速度 v にも比例するが，本問は磁束密度との関係を問うている）。

電子は電界力（+y 方向）で加速され，+y 方向の速度を持つ。この電子が磁界から受けるローレンツ力の向きをフレミングの左手の法則で確認する。

磁界が −z 方向のとき，+y 速度を持つ電子には +x 方向のローレンツ力が働く。電子は +x 方向へ曲げられ，電界力との組み合わせでサイクロイド軌跡を描きながら +x 方向へ進む。

磁界の向きは z 軸の「負」の向きである。

一様な電界と磁界が交差する場での荷電粒子の軌跡は「サイクロイド」曲線を描く。

電子（負電荷）は電界と逆方向の力を受けて陽極へ向かう。電界そのものは陽極から陰極（−y 方向）であるため，y 軸の「負」の向きの電界により電子は陽極側（+y 方向）へ加速される。「正」の向きと混同しないこと。

ローレンツ力の大きさは F = | q | v B sinθ であり，磁束密度 B に比例する。「反比例」ではない。

磁界中を運動する荷電粒子に働く力はローレンツ力と呼ぶ。「アンペール力」は電流（集団の荷電粒子）に働く力であり，個々の粒子の場合はローレンツ力を用いる。

フレミングの左手の法則の検討から，電子が +x 方向へ曲がるためには磁界は z 軸の「負」（−z）方向である必要がある。「正」（+z）方向では電子は −x 方向へ曲がる。

一様な電界と磁界が直交する場での荷電粒子の軌跡はサイクロイド曲線である。「リサジュー」は2方向の振動の合成，「ヒステリシス」は磁化曲線に関する用語で全く別の概念。