带电粒子在电场中的圆周运动

带电粒子在电场中做圆周运动需要满足特定条件。匀强电场中，带电粒子受到恒定电场力，无法提供圆周运动所需的向心力。只有在点电荷产生的非均匀电场中，特定初始条件的粒子才能做圆周运动。粒子运动轨迹半径由电荷量、质量和初始速度共同决定。地球赤道上空的带电粒子受地磁场作用形成范艾伦辐射带，就是这种现象的实例。实验室中，通过精确控制粒子进入交叉电磁场的角度和速度，也能观察到圆周运动轨迹。

圆周运动的稳定性受多种因素影响。电场强度变化会导致轨道半径改变，粒子能量增加会使运动半径扩大。真空中粒子运动轨迹保持稳定，存在空气阻力时轨道会逐渐衰减。同步加速器利用这一原理，通过调整电场频率保持粒子稳定运行。医疗设备中的质子治疗系统也应用了这一技术，精确控制质子束在人体内的运动路径，实现对肿瘤的定向照射。