роты вокруг силовых линий поля. Однако остаться в пределах плоскости S частица не может. Ведь есть еще одна составляющая вектора магнитной индукции -

составляющая В.,. Она обусловливает силу

F2=evX Вд2 . Совершая мысленно поворот от

V к Вт применяя правило буравчика, убеждаемся, что сила Fo перпендикулярна к плоскости S, причем ее направление противо-

положно направлению оси z. Во всех точках штриховой окружности, изображенной на рисунке 10.6,а, составляющая магнитной индукции, лежащая в плоскости S, будет направлена к центру окружности (см., например, показанное на рисунке разложение вектора магнитной индукции в точке Б). Таким образом, во всех точках окружности на частицу будет действовать сила Fo, направленная противоположно оси Z. Эта сила будет выталкивать частицу из

плоскости S в сторону уменьшения индукции магнитного поля, т. е. в направлении, в котором поле ослабевает.

Такой же результат мы получим, рассматривая не положительно, а отрицательно заряженную Частицу. Как мы уже знаем, такая частица совершает обороты вокруг силовых линий поля в обратную сторону. При этом она, как и положительно заряженная частица, будет выталкиваться полем в направлении, в котором поле ослабевает. Предлагаем читателю самостоятельно изучить рисунок 10.6,6, построенный по аналогии с рисунком 10.6,а. В отличие от рисунка 10.6,а, здесь частица движется по окружности в обратную сторону. Кроме того, следует учесть, что для отрицательно заряженной частицы вектор F2 направлен противоположно вектору Fl/e (направление последнего определяется по правилу буравчика).

Теперь нетрудно представить, как в общем случае должна двигаться в неоднородном магнитном поле заряженная частица. Как и в однородном поле, она будет описывать спиральную траекторию вокруг силовых линий. Однако, в отличие от однородного поля, спираль эта обладает двумя особенностями. Во-первых, по мере перемещения частицы вдоль силовой линии радиус спирали теперь не остается неизменным. Если частица, перемещаясь, попадает в область более сильного поля, то ее гирорадиус уменьшается; при перемещении же частицы в направлении, в котором поле ослабевает, ее гирорадиус возрастает. Это следует непосредственно из соотношения (10.5), согласно которому гирорадиус

частицы пропорционален обратной величине магнитной индукции поля (R~l/B). Во-вторых, изменяется не только гирорадиус, изменяется также и шаг спирали. Предположим, что начальная скорость частицы направлена таким образом, что частица, описывая спираль, перемещается в область более сильного поля. Как мы уже выяснили, в этом случае она будет встречать противодействие со стороны поля; на частицу будет действовать сила, стремящаяся вернуть ее назад, в результате шаг спирали станет постепенно уменьшаться. Уменьшение будет происходить до тех пор, пока шаг не обратится в нуль, после чего частица, продолжая движение по спирали, начнет перемещаться обратно - в область более слабого поля. Теперь указанная сила будет подгонять частицу, вследствие чего шаг спирали начнет возрастать.

На рисунке 10.7,а показана спиралеобразная траектория частицы, перемещающейся вдоль оси, т. е. в направлении усиления магнитного поля. Видно, что радиус спирали и ее шаг постепенно уменьшаются. На рисунке 10.7,6 показана траектория частицы уже после того, как поле заставило ее начать перемещение назад; теперь шаг и радиус спирали постепенно возрастают. Если вначале частица двигалась по сворачивающейся спирали, то после изменения направления перемещения она движется по разворачивающейся спирали. Заметим, что, когда мы говорим об изменении (обращении) направления перемещения частицы, мы имеем в виду лишь ее перемещение вдоль силовой линии (вдоль оси z). Что же касается направления движения час-

тицы вокруг силовой линии, то оно сохраняется неизменным: если смотреть на положительно заряженную частицу так, чтобы ось Z была направлена на наблюдателя, то частица будет закручиваться по часовой стрелке как при ее приближении к наблюдателю, так и при удалении от наблюдателя. Отрицательно заряженная частица будет закручиваться против часовой стрелки.

Магнитное поле Земли. На рисунке 10.8,0 изображен хорошо знакомый всем магнит (N - северный полюс магнита, S - южный полюс, NS - ось магнита). Синими линиями показаны силовые линии магнитного поля, создаваемого магнитом.

Наш земной шар - это тоже магнит, только очень большой. Как и вокруг обычного магнита, вокруг Земли супествует магнитное поле. О его суш,ествовании люди знали давно; ведь оно с давних времен направляло стрелки компасов на судах. Вначале считали, что ось земного магнита совпадает с осью вращения Земли. В 1600 г. Уильям Гильберт установил отсутствие такого совпадения. Оказалось, что магнитные

полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами.

Упрощенная картина силовых линий магнитного поля Земли (его называют геомагнитным полем) показана на рисунке 10.8,6; через С и Ю обозначены соответственно Северный и Южный географические полюсы. Видно, что магнитные полюсы не только не совпадают с соответствующими географическими полюсами, но, более того, северный полюс земного магнита находится в Южном, а южный полюс - в Северном полушарии.

Новейшие исследования геомагнитного поля показали, что оно имеет значительно более сложную структуру, чем та, которую мы видим на рисунке 10.8,6. Оказалось, что на геомагнитное поле существенно влияет солнечный ветер. Благодаря этому влиянию поле на дневной стороне земного шара сильно отличается от поля на ночной стороне. Действительная картина силовых линий геомагнитного поля показана на рисунке 10.8,в. Солнечный ветер как бы поджимает поле с дневной стороны, при этом на ночной стороне линии поля оказываются отброшенными далеко от Земли, образуя длинный хвост . Если на