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2-2

電磁波が存在し無かったとき、速度を持った電子が回転する方向を同じ方向に電場成分(偏光ベクトル)が回転するのは右回り円偏光、左回り円偏光のどちらか?

2-2解答

電子の速度$ \vv$を外部磁場に垂直な成分 $ \vv_{\perp}$と平行な成分 $ \vv_{\parallel}$に分けて考える。電子の運動方程式は

$\displaystyle m_e \di{\vv_{\perp}}{t} = -\frac{e}{c} \left(\vv_{\parallel} \times \vB\right)\; \quad m_e \di{\vv_{\parallel}}{t} =0$ (12)

であるので、平行成分は等速度運動、垂直方向はLorentz力を受ける加速度運動をする。

図 2: 左回り円運動をする電子(サイクロトロン)。
\includegraphics[width=6.50truecm,scale=1.1]{gaibujiba.eps} \includegraphics[width=6.50truecm,scale=1.1]{enundou.eps}

図からも分かるように、この電子は左周り円運動をするので、題意を満たす電磁場の偏光は左回り円偏光である。

著者: 茅根裕司 chinone_at_astr.tohoku.ac.jp