【問題】
図のように，磁束密度 \(B\)(＞0) の一様な磁界に直角に速度 \(v_{0}\)(＞0) で電子(質量 \(m\) ，電荷 −\(e\) ， \(e\)＞0 )が運動している。このとき電子は磁界からローレンツ力を受ける。その力の向きは電子の進行方向に直角で【 （１） 】の方向であり，その大きさは \(F\)=【 （２） 】である。電子はこの力を向心力として半径 \(r\) の円運動をすることから， \(r\)=【 （３） 】となる。また，電子が回転する角周波数は \(ω\)=【 （４） 】である。ここに角周波数が \(ω\) と等しい振動電界を外部から印加することにより，電子を効率よく加速したり減速したりすることができる。電子が加速された場合には，電子の速度 \(v_{0}\) が増大することから，円運動の半径は増大する。このとき，電子の円運動の角周波数 \(ω\) の大きさは【 （５） 】。この現象はサイクロトロン共鳴と呼ばれ，高密度プラズマの生成や，固体の有効質量の測定などに応用されている。
（解答群）
\begin{eqnarray} &（イ）& \frac {eB}{m} &（ロ）& 増大する &（ハ）& \frac {mv_{0}^{2}}{eB} \\[ 5pt ] &（ニ）& 減少する &（ホ）& \frac {mv_{0}}{eB} &（ヘ）& \frac {eB}{v_{0}} \\[ 5pt ] &（ト）& \frac {m}{eB} &（チ）& ev_{0}^{2}B &（リ）& 紙面表から裏へ \\[ 5pt ] &（ヌ）& 紙面裏から表へ &（ル）& \frac {ev_{0}B}{m} &（ヲ）& 変わらない \\[ 5pt ] &（ワ）& ev_{0}B &（カ）& 磁界 \ B \ と逆向き &（ヨ）& \frac {eB}{2\pi m} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
【問題PDF】
【解説】
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