磁場に対して斜め(角度 \(\theta\))に入射した荷電粒子は、速度を 2 つの成分に分けて考えます:
① 磁場に垂直な成分 \(v_\perp = v\sin\theta\) → ローレンツ力を受けて円運動
② 磁場に平行な成分 \(v_\parallel = v\cos\theta\) → 力を受けず等速直線運動
合わせるとらせん(ヘリックス)運動になります。コーラスのようにくるくる回りながら磁場方向に進む動きです。
x 軸を再び横切るのは、垂直面内の円運動がちょうど 1 周したとき。その間に粒子は磁場方向に \(v\cos\theta \times T\) だけ進んでいます。
(1) 粒子が x 軸を再び横切るまでの時間。(2) そのときの原点からの距離(=らせんの 1 ピッチ)。
「磁場に垂直な成分が円運動を作る」「磁場に平行な成分は等速」と分けて考える。x 軸を再び横切るのは半周期ではなく1 周期後(最初の入射点から見て)。\(\sin\theta\) と \(\cos\theta\) を取り違えないこと(垂直成分は \(\sin\)、平行成分は \(\cos\))。