直感的理解

磁場に垂直に入射した荷電粒子は、ローレンツ力を受けて等速円運動します。ローレンツ力は速度に常に垂直なので仕事をせず、速さが一定のまま向きだけが変わります。

この問題で重要なのは、円運動の周期は速さに依存しないこと（\(T = 2\pi m/(qB)\)）。半円なら半周期、つまり \(t = T/2 = \pi m / (qB)\) になります。粒子の速さ \(v\) や半径 \(r\) を知らなくても時間が決まるのが面白いポイント。

✏️ 求めるもの

磁場（紙面に垂直）に入射した荷電粒子（電荷 \(q\)、質量 \(m\)）が半円を描いて反対側に到達するまでの時間 \(t\)。答えは \(v\) を含まない式になる。

👀 観察のポイント

🔧 使う道具

注意

「速さ \(v\) や半径 \(r\) が答えに残ったらおかしい」と気づくこと。\(v\) や \(r\) が問題に出てきても、最後に約分される問題です。周期の式は速さに依存しないのが磁場中円運動の最大の特徴で、サイクロトロンの原理にもなっています。

💡 ヒント：荷電粒子の半円運動の時間