带电粒子在磁场中的加速度

带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力作用，产生垂直于速度和磁场方向的加速度。这种加速度改变粒子运动方向但不改变速率，形成圆周运动。电子在阴极射线管中的偏转就是典型例子，磁场强度越大，粒子轨道半径越小。回旋加速器利用这一原理，通过交替电场和磁场将粒子加速到高能量。粒子电荷量、质量和磁场强度共同决定加速度大小，三者关系遵循F=qvB公式。

磁场中的加速度还表现为粒子束的聚焦效应。显微镜中的电子透镜利用环形磁场聚焦电子束，提高成像分辨率。地球磁场捕获的太阳风粒子形成范艾伦辐射带，粒子在磁力线间来回振荡。等离子体约束装置中，强磁场将带电粒子限制在特定空间内，实现可控核聚变。这种加速度特性也被应用于粒子治疗癌症，精确控制质子束到达肿瘤部位。