લેક્ચર નંબર 3. બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચાર્જ કરેલા કણોની ગતિવિધિ. ડ્રિફ્ટ એરોક્સિમેશન - લાગુ થવાની શરતો, લેક્ચર નંબર 3.
ચાર્જ કરેલા કણોની ડ્રિફ્ટ ગતિ
બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચળવળ. ડ્રિફ્ટ અંદાજ - લાગુ થવાની શરતો,
ડ્રિફ્ટ ઝડપ. બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ડ્રિફ્ટ. એડિયાબેટિક અપરિવર્તક.
ક્રોસ કરેલ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં ચળવળ.
ક્રોસ કરેલા સજાતીય EH ક્ષેત્રોમાં ગતિ.
જો ભેદ પાડવો શક્ય હોય તો ડ્રિફ્ટ અંદાજ લાગુ પડે છે
સમાન પ્રકારના તમામ કણો માટે સમાન અમુક સ્થિર ગતિ
ડ્રિફ્ટ, કણોના વેગની દિશાથી સ્વતંત્ર. ચુંબકીય ક્ષેત્ર નથી
દિશામાં કણોની હિલચાલને અસર કરે છે ચુંબકીય ક્ષેત્ર. તેથી ઝડપ
ડ્રિફ્ટને માત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર પર લંબ નિર્દેશિત કરી શકાય છે.
EH
Vdr c
H2
- ડ્રિફ્ટ ઝડપ.
ડ્રિફ્ટ મોશન E H ની લાગુ પડવાની શરત
ક્ષેત્રોમાં:
ઇ
વી
એચ
c
નક્કી કરવા માટે શક્ય માર્ગોક્ષેત્રોમાં ચાર્જ થયેલ કણો, ધ્યાનમાં લો
ફરતા વેગ ઘટક માટે ગતિનું સમીકરણ:
. q
mu
c
uH

જો ડ્રિફ્ટ અંદાજની સ્થિતિ પૂરી ન થાય, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા પર અથવા તેના પર મેગ્નેશિયમની ક્રિયા દ્વારા વળતર આપવામાં આવતું નથી.

બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચાર્જ થયેલા કણોની ડ્રિફ્ટ ગતિ.

ચુંબકીય ક્ષેત્રના કૂદકાના પ્લેન સાથે ચાર્જ થયેલા કણોનો પ્રવાહ. ગ્રેડિયન્ટ ડ્રિફ્ટ.

સીધા વર્તમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ડ્રિફ્ટ.

કેન્દ્રત્યાગી (જડતા) ડ્રિફ્ટ.

ધ્રુવીકરણ ડ્રિફ્ટ.

10. ટોરોઇડલ ડ્રિફ્ટ અને રોટેશનલ ટ્રાન્સફોર્મેશન

ચાર્જ કરેલા કણોનો પ્રવાહ

ચાર્જ કરેલા કણોનો પ્રવાહ

પ્લાઝ્મામાં, પ્રમાણમાં ધીમો ડાયરેક્શનલ ચાર્જ. ch-ts (el-nov અને આયનો) વિઘટનના પ્રભાવ હેઠળ. કારણો મુખ્ય પર લાદવામાં આવે છે (નિયમિત અથવા અવ્યવસ્થિત). ઉદાહરણ તરીકે, મૂળભૂત ચાર્જિંગ ચળવળ h-tsy એક સમાન ચુંબકમાં. અથડામણની ગેરહાજરીમાં - સાયક્લોટ્રોન આવર્તન સાથે પરિભ્રમણ. અન્ય ક્ષેત્રોની હાજરી આ ચળવળને વિકૃત કરે છે; તેથી, સંયુક્ત વિદ્યુત અને મેગ. ક્ષેત્રો કહેવાતા તરફ દોરી જાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ડી. ઝેડ. E અને H ની લંબ દિશામાં કલાકો, કણના દળ અને ચાર્જથી સ્વતંત્ર ઝડપ સાથે.

કહેવાતા સાયક્લોટ્રોન પરિભ્રમણ પણ તેના પર સુપરિમ્પોઝ કરી શકાય છે. ચુંબકીય અસંગતતાને લીધે ઉદ્ભવતા ઢાળ ડ્રિફ્ટ. ક્ષેત્ર અને H અને DH (DH એ ક્ષેત્ર ઢાળ છે) માટે લંબરૂપ છે.

ડી. ઝેડ. h., માધ્યમમાં અસમાન રીતે વિતરિત, ઝડપ vD = -Dgradn/n સાથે સાંદ્રતામાં સૌથી વધુ ઘટાડા (જુઓ ડિફ્યુઝન)ની દિશામાં તેમની થર્મલ હિલચાલને કારણે ઊભી થઈ શકે છે, જ્યાં gradn એ n ચાર્જનું એકાગ્રતા ઢાળ છે. h-ts; ડી - ગુણાંક પ્રસરણ

કિસ્સામાં જ્યાં અનેક D. z ને કારણભૂત પરિબળો h., ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિક. ક્ષેત્ર અને એકાગ્રતા ઢાળ, ક્ષેત્ર દ્વારા અલગથી થતી ડ્રિફ્ટ ઝડપ, vE અને vD ઉમેરો.

ભૌતિક જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ. - એમ.: સોવિયેત જ્ઞાનકોશ . એડિટર-ઇન-ચીફએ.એમ. પ્રોખોરોવ. 1983 .

ચાર્જ કરેલા કણોનો પ્રવાહ

- ચાર્જરની પ્રમાણમાં ધીમી દિશાત્મક હિલચાલ. વિઘટનના પ્રભાવ હેઠળના કણો. કારણો તેમના આધાર પર લાદવામાં આવે છે. ચળવળ (નિયમિત અથવા અવ્યવસ્થિત). દા.ત. વિદ્યુત k.-l માં. પર્યાવરણ (ધાતુઓ, વાયુઓ, સેમિકન્ડક્ટર્સ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ) વિદ્યુત દળોના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે. ક્ષેત્રો અને સામાન્ય રીતે કણોની થર્મલ (રેન્ડમ) હિલચાલ પર સુપરિમ્પોઝ કરવામાં આવે છે. થર્મલ ચળવળ મેક્રોસ્કોપિક રચના કરતી નથી. પ્રવાહ, ભલે સરેરાશ હોય વિઆ ચળવળ ડ્રિફ્ટ ઝડપ કરતાં ઘણી વધારે છે વિ d વિડી /વીદિશાની ડિગ્રી દર્શાવે છે ચળવળ ચાર્જ. કણો અને માધ્યમના પ્રકાર, ચાર્જ થયેલા કણોના પ્રકાર અને ડ્રિફ્ટનું કારણ બનેલા પરિબળોની તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે. ડી. ઝેડ. જ્યારે ચાર્જ થયેલા કણોની સાંદ્રતા અસમાન રીતે વિતરિત કરવામાં આવે ત્યારે કલાકો પણ ઊભી થઈ શકે છે ( પ્રસરણ),ચાર્જ થયેલ કણોના વેગના અસમાન વિતરણ સાથે ( થર્મલ પ્રસરણ).
પ્લાઝ્મામાં ચાર્જ થયેલા કણોનો પ્રવાહ.સામાન્ય રીતે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં જોવા મળતા પ્લાઝમા માટે. ક્ષેત્ર, લાક્ષણિકતા D. z. h. ક્રોસ્ડ મેગ્નેટિક અને k.-l. અન્ય (ઇલેક્ટ્રિક, ગુરુત્વાકર્ષણ) ક્ષેત્રો. ચાર્જ એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત કણ. અન્ય દળોની ગેરહાજરીમાં ક્ષેત્ર, કહેવાતા વર્ણવે છે. ત્રિજ્યા સાથે લાર્મોર વર્તુળ આર એન=v/ડબલ્યુ એચ=cmv/ZeH.અહીં એન -ચુંબકીય તણાવ ક્ષેત્રો, e, tઅને v-ચાર્જ, અને કણોની ઝડપ, w H =ZeH/mc -લાર્મોર (સાયક્લોટ્રોન) આવર્તન. મેગ્ન. ક્ષેત્રને વ્યવહારીક રીતે એકસમાન ગણવામાં આવે છે જો તે ના ક્રમના અંતરથી થોડું બદલાય છે આર એચ.જો કોઈ હોય તો ext તાકાત એફ(ઇલેક્ટ્રિક ગુરુત્વાકર્ષણ, ઢાળ) સ્થિર અવસ્થામાંથી ભ્રમણકક્ષાની સરળ શિફ્ટ લાર્મોરના ઝડપી પરિભ્રમણ પર સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે. ચુંબકને લંબરૂપ દિશામાં ગતિ. ક્ષેત્ર, અને અભિનય બળ. ડ્રિફ્ટ ઝડપ

અભિવ્યક્તિના છેદમાં કણનો ચાર્જ હોય ​​છે, પછી જો એફઆયનો અને ઇલેક્ટ્રોન પર સમાન રીતે કાર્ય કરે છે, તેઓ આ બળના પ્રભાવ હેઠળ વિરુદ્ધ દિશામાં (ડ્રિફ્ટ કરંટ) તરફ વળશે. આપેલ પ્રકારના કણો દ્વારા વહન કરાયેલ પ્રવાહ: દળોના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, ઘણાને અલગ પાડવામાં આવે છે. D. z ના પ્રકાર સહિત: ઇલેક્ટ્રિક, પોલરાઇઝ્ડ, ગ્રેવિટેશનલ, ગ્રેડિયન્ટ. ઇલેક્ટ્રિકલ ડ્રિફ્ટ કહેવામાં આવે છે. ડી. ઝેડ. સજાતીય સતત ઇલેક્ટ્રિકમાં કલાકો. ક્ષેત્ર ઇ , ચુંબકીય માટે લંબરૂપ ક્ષેત્ર (ઓળંગી ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો). ઇલેક્ટ્રિક લાર્મોર વર્તુળના પ્લેનમાં કામ કરતું ક્ષેત્ર લાર્મોર પરિભ્રમણના તે અડધા સમયગાળા દરમિયાન કણની ગતિને વેગ આપે છે જ્યારે

ચોખા. 1. ક્રોસ કરેલ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં ચાર્જ થયેલ કણનો પ્રવાહ. નિરીક્ષક તરફ નિર્દેશિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર. v dE, કારણ કે એક દિશામાં વેગ ઘટક (ફિગ. 1 માં નીચેની હિલચાલ) વિરુદ્ધ દિશામાં (ઉપરની ગતિ) ખસેડતી વખતે વેગ ઘટક કરતા વધારે છે. વિવિધ ત્રિજ્યાને કારણે આર એચઅલગ પર કણની ભ્રમણકક્ષાના વિસ્તારો E અને H ની લંબ દિશામાં બંધ નથી, એટલે કે, આ દિશામાં ડ્રિફ્ટ થાય છે. ઇલેક્ટ્રિકના કિસ્સામાં ડ્રિફ્ટ F=ZeE,અહીંથી વિ dE =c/H 2 ,એટલે કે ઇલેક્ટ્રિકની ઝડપ ડ્રિફ્ટ એ ચાર્જની નિશાની અને તીવ્રતા પર આધારિત નથી, કે કણના સમૂહ પર અને તીવ્રતા અને દિશામાં આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન માટે સમાન છે. આમ, ઇલેક્ટ્રિક. ડી. ઝેડ. મેગ માં h. ક્ષેત્ર સમગ્ર પ્લાઝ્માની હિલચાલ તરફ દોરી જાય છે અને ડ્રિફ્ટ કરંટને ઉત્તેજિત કરતું નથી. જો કે, કેન્દ્રત્યાગી બળ જેવા દળો, જે ચુંબકની ગેરહાજરીમાં. ક્ષેત્રો તમામ કણો પર સમાન રીતે કાર્ય કરે છે, તેમના ચાર્જને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ચુંબકીયમાં. આ ક્ષેત્ર સમગ્ર પ્લાઝ્માની ડ્રિફ્ટ ગતિને કારણે નથી, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન અને આયનોના પ્રવાહને કારણે થાય છે. વિવિધ બાજુઓ, ડ્રિફ્ટ કરંટના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. પ્રવેગક, પછી તેમની હિલચાલ એવી રીતે થાય છે કે જાણે તેમના પર કાર્યવાહી કરવામાં આવી હોય. વિદ્યુત બદલતી વખતે સમયના ક્ષેત્રમાં, કણો વીજળીના પરિવર્તન (પ્રવેગ) સાથે સંકળાયેલ જડતા બળથી પ્રભાવિત થાય છે. ડ્રિફ્ટ F E =tv dE = ts [N]/N 2 .(1) નો ઉપયોગ કરીને, આપણે આ ડ્રિફ્ટની ઝડપ માટે એક અભિવ્યક્તિ મેળવીએ છીએ, જેને ધ્રુવીકરણ કહેવાય છે, વિ dr = mc 2 E/ZeH 2 .ધ્રુવીકરણ દિશા ડી. ઝેડ. કલાકો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની દિશા સાથે એકરુપ છે. ક્ષેત્રો ધ્રુવીકરણ ઝડપ ડ્રિફ્ટ ચાર્જના સંકેત પર આધાર રાખે છે, અને આ ડ્રિફ્ટ ધ્રુવીકરણના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. વર્તમાન ક્રોસ્ડ ગ્રેવિટેશનલ માં અને મેગ. ક્ષેત્રોમાં, ગુરુત્વાકર્ષણ ડ્રિફ્ટ ઝડપે થાય છે વિડીજી = ts/ZeH 2,જ્યાં જી-ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગક. કારણ કે વિ dG એ ચાર્જના સમૂહ અને ચિહ્ન પર આધાર રાખે છે, પછી ડ્રિફ્ટ કરંટ ઉદભવે છે, જે પ્લાઝ્મામાં ચાર્જને અલગ કરવા તરફ દોરી જાય છે. પરિણામે, ગુરુત્વાકર્ષણ ડ્રિફ્ટ ગતિ, અસ્થિરતા ઊભી થાય છે. F rр, ચુંબકીય ઢાળના પ્રમાણસર. ક્ષેત્રો (કહેવાતા ઢાળ D. z. h.). જો લાર્મોર વર્તુળ પર ફરતા કણને "ચુંબક" તરીકે ગણવામાં આવે છે ચુંબકીય ક્ષણ

ચોખા. 2. ગ્રેડિયન્ટ ડ્રિફ્ટ. ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉપરની તરફ વધે છે. ડ્રિફ્ટ પ્રવાહ ડાબી તરફ નિર્દેશિત થાય છે.

ગ્રેડિયન્ટ ડ્રિફ્ટ ઝડપ

જ્યારે કણ ઝડપે ફરે છે v ||વક્રતાની ત્રિજ્યા સાથે બળની વક્ર રેખા (ફિગ. 3) સાથે આર

તેના મૂળને કારણે એક પ્રવાહ ઊભો થાય છે કેન્દ્રત્યાગી બળજડતા mv 2 || /આર(કહેવાતા કેન્દ્રત્યાગી ડ્રિફ્ટ). ઝડપ

ઢાળ અને કેન્દ્રત્યાગી DZ ના વેગ. એચ વિરુદ્ધ દિશાઓઆયનો અને ઇલેક્ટ્રોન માટે, એટલે કે, ડ્રિફ્ટ કરંટ ઉદભવે છે. અહીં એ વાત પર ભાર મૂકવો જરૂરી છે કે વિચારણા હેઠળના પ્રવાહો ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબરૂપ દળોને કારણે લાર્મોર વર્તુળોના કેન્દ્રોના ચોક્કસ વિસ્થાપન છે (પોતાના કણોના વિસ્થાપનથી બહુ અલગ નથી). ક્ષેત્ર કણોની સિસ્ટમ (પ્લાઝમા) માટે, આવો તફાવત નોંધપાત્ર છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો પાર્ટિકલ ટેમ્પો-પા કોઓર્ડિનેટ્સ પર નિર્ભર નથી, તો પ્લાઝ્માની અંદર કણોનો કોઈ પ્રવાહ નથી (સંપૂર્ણપણે એ હકીકતને અનુરૂપ છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર મેક્સવેલિયન ક્ષેત્રને અસર કરતું નથી), પરંતુ ત્યાં એક પ્રવાહ છે. જો ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય તો કેન્દ્રોની. ક્ષેત્ર અસંગત છે (ગ્રેડિયન્ટ અને સેન્ટ્રીફ્યુગલ ડ્રિફ્ટ કરંટ).

ચોખા. 4. ટોરોઇડલ ટ્રેપમાં પ્લાઝ્માનું ડ્રિફ્ટ. ટોરોઇડલ મેગ્નેટિક ટ્રેપમાં પ્લાઝ્મા કેદ. આડા સ્થિત ટોરસમાં ગ્રેડિયન્ટ અને સેન્ટ્રીફ્યુગલ ડ્રિફ્ટ વર્ટિકલ ડ્રિફ્ટ કરંટ, ચાર્જ વિભાજન અને પ્લાઝ્મા ધ્રુવીકરણ (ફિગ. 4) નું કારણ બને છે. ઉભરતી વિદ્યુત ક્ષેત્ર તમામ પ્લાઝ્માને ટોરસ (કહેવાતા ટોરોઇડલ ડ્રિફ્ટ) ની બાહ્ય દિવાલ તરફ જવા દબાણ કરે છે. લિટ.:ફ્રેન્ક-કેમેનેત્સ્કી ડી.એ., પ્લાઝ્મા - પદાર્થની ચોથી સ્થિતિ, 2જી આવૃત્તિ, એમ., 1963: બ્રાગિન્સ્કી એસ.આઈ., પ્લાઝ્મામાં ઘટના, માં: પ્લાઝ્મા સિદ્ધાંતના પ્રશ્નો, વી. 1, M., 1063: O Raevsky V.N., પ્લાઝમા ઓન અર્થ એન્ડ સ્પેસ, K., 1980. એસ.એસ. મોઇસેવ.

ભૌતિક જ્ઞાનકોશ. 5 વોલ્યુમમાં. - એમ.: સોવિયેત જ્ઞાનકોશ. એડિટર-ઇન-ચીફ એ.એમ. પ્રોખોરોવ. 1988 .

અન્ય શબ્દકોશોમાં "ડ્રિફ્ટ ઓફ ચાર્જ્ડ કણો" શું છે તે જુઓ:

ધીમી (થર્મલ ગતિની તુલનામાં) ચાર્જ્ડ કણો (ઇલેક્ટ્રોન, આયનો, વગેરે) ની નીચેની માધ્યમમાં નિર્દેશિત હિલચાલ બાહ્ય પ્રભાવ, ઉદાહરણ તરીકે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો. * * * ચાર્જ કરેલા કણોનો ડ્રિફ્ટ ચાર્જ્ડ કણોનો પ્રવાહ, ધીમો (દ્વારા... જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ધીમી (થર્મલ ગતિની તુલનામાં) બાહ્ય પ્રભાવ હેઠળના માધ્યમમાં ચાર્જ થયેલા કણો (ઇલેક્ટ્રોન, આયનો, વગેરે) ની નિર્દેશિત હિલચાલ, દા.ત. વિદ્યુત ક્ષેત્રો... મોટા જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ચાર્જ થયેલા કણોનો પ્રવાહ- - [A.S. ગોલ્ડબર્ગ. અંગ્રેજી-રશિયન ઊર્જા શબ્દકોશ. 2006] વિષયો: એનર્જી ઇન જનરલ ઇએન ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ ડ્રિફ્ટ ... ટેકનિકલ અનુવાદકની માર્ગદર્શિકા

ના પ્રભાવ હેઠળ ચાર્જ થયેલા કણોની પ્રમાણમાં ધીમી નિર્દેશિત હિલચાલ વિવિધ કારણો, મુખ્ય ચળવળ પર આયોજિત. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે પસાર થાય છે વિદ્યુત પ્રવાહઆયનાઈઝ્ડ ગેસ દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન, તેમની ઝડપ ઉપરાંત... ... ગ્રેટ સોવિયેત જ્ઞાનકોશ

ધીમી (થર્મલ ગતિની તુલનામાં) બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ માધ્યમમાં ચાર્જ થયેલા કણો (ઇલેક્ટ્રોન, આયનો, વગેરે) ની નિર્દેશિત હિલચાલ. પ્રભાવ, ઉદાહરણ તરીકે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો... કુદરતી વિજ્ઞાન. જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં, આ ક્ષેત્રોના દળોના પ્રભાવ હેઠળ અવકાશમાં કણોની હિલચાલ. પ્લાઝ્મા કણોની હિલચાલ નીચે ધ્યાનમાં લેવામાં આવી છે, જોકે અમુક જોગવાઈઓ પ્લાઝમા માટે પણ સામાન્ય છે. ઘન(ધાતુઓ, સેમિકન્ડક્ટર). ભેદ પાડો....... ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

- (ડચ ડ્રિફ્ટ). 1) સીધા માર્ગ પરથી વહાણનું વિચલન. 2) ચળવળની દિશા અને વહાણની મધ્ય વચ્ચેનો કોણ; તે જહાજની રચના પર આધાર રાખે છે. 3) સેઇલ્સ હેઠળ વહાણની સ્થિતિ એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે જહાજ સહેજ નમેલું સ્થાને રહે છે... ... શબ્દકોશ વિદેશી શબ્દોરશિયન ભાષા

આંશિક રીતે અથવા સંપૂર્ણ ionized ગેસ જેમાં ઘનતા મૂકવામાં આવશે. અને નામંજૂર. ચાર્જ લગભગ સમાન છે. જ્યારે મજબૂત રીતે ગરમ થાય છે, ત્યારે કોઈપણ પાણી બાષ્પીભવન થાય છે, ગેસમાં ફેરવાય છે. જો તમે તાપમાનમાં વધુ વધારો કરો છો, તો થર્મલ પ્રક્રિયા તીવ્રપણે તીવ્ર બનશે... ... ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

મેગ્નેટ રૂપરેખાંકનો સક્ષમ ક્ષેત્રો લાંબો સમયચાર્જ રાખો મર્યાદિત વોલ્યુમમાં કણો અથવા પ્લાઝ્મા. કુદરતી એમ. એલ. ઉદાહરણ તરીકે, ચુંબકીય છે. પૃથ્વીનું ક્ષેત્ર કેપ્ચરિંગ પ્લાઝ્મા સૌર પવનઅને તેને રેડિયેશનના રૂપમાં પકડી રાખે છે. પૃથ્વીના સ્તરો....... ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

પ્લાઝ્મામાં પ્રક્રિયાઓ એ અસંતુલન પ્રક્રિયાઓ છે જે પ્લાઝ્મા પરિમાણોના અવકાશી વિતરણની સમાનતા તરફ દોરી જાય છે: સાંદ્રતા, સરેરાશ સમૂહ વેગ અને ઇલેક્ટ્રોન અને ભારે કણોનું આંશિક તાપમાન. તટસ્થ કણોના P. p થી વિપરીત... ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

ચાર્જ થયેલા કણોનો પ્રવાહ,વિવિધ કારણોના પ્રભાવ હેઠળ ચાર્જ થયેલા કણોની પ્રમાણમાં ધીમી નિર્દેશિત હિલચાલ, મુખ્ય ચળવળ પર સુપરિમ્પોઝ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઈલેક્ટ્રિક પ્રવાહ આયનાઈઝ્ડ ગેસમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ઈલેક્ટ્રોન, તેમની રેન્ડમ થર્મલ ગતિની ગતિ ઉપરાંત, વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથે નિર્દેશિત નાની ગતિ મેળવે છે. આ કિસ્સામાં આપણે વર્તમાન ડ્રિફ્ટ વેગ વિશે વાત કરીએ છીએ. બીજું ઉદાહરણ D. z છે. ક્રોસ કરેલ ક્ષેત્રો સહિત, જ્યારે કણ પર પરસ્પર લંબરૂપ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે. આવા ડ્રિફ્ટની ઝડપ આંકડાકીય રીતે સમાન છે cE/H, ક્યાં સાથે- પ્રકાશની ગતિ, ઇ- માં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાત જીએચએસ સિસ્ટમએકમો , એન- માં ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત ઓર્સ્ટેડચ . આ ઝડપ કાટખૂણે નિર્દેશિત છે ઇઅને એનઅને કણોના થર્મલ વેગ પર સુપ્રિમ્પોઝ કરવામાં આવે છે.

એલ.એ. આર્ટસિમોવિચ.

TSB માં પણ વાંચો:

બરફનો પ્રવાહ
સમુદ્રમાં બરફનો પ્રવાહ, પવન અને પ્રવાહોને કારણે બરફની હિલચાલ. D. l ના અસંખ્ય અવલોકનો. ઉત્તરીય માં આર્કટિક મહાસાગરબતાવ્યું કે તેની ઝડપ પવનની ગતિ પર આધારિત છે, અને...

ઝીરો લેવલ ડ્રિફ્ટ
ડ્રિફ્ટિંગ શૂન્ય સ્તરએનાલોગમાં કમ્પ્યુટર, ઇનપુટ સિગ્નલની ગેરહાજરીમાં નિર્ણાયક એમ્પ્લીફાયરના આઉટપુટ પર, શૂન્ય તરીકે લેવામાં આવેલ વોલ્ટેજમાં ધીમો ફેરફાર. ડી.એન. u બસ...

ડ્રિફ્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર
ડ્રિફ્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેમાં ચાર્જ કેરિયર્સની હિલચાલ મુખ્યત્વે આના કારણે થાય છે ડ્રિફ્ટ ક્ષેત્ર. આ ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવ્યું છે અસમાન વિતરણઆધાર પ્રદેશમાં અશુદ્ધિઓ...

વ્યાખ્યાન નં. 3.

બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચળવળ. ડ્રિફ્ટ એપોક્સિમેશન - લાગુ થવાની શરતો, ડ્રિફ્ટ સ્પીડ. બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ડ્રિફ્ટ. એડિયાબેટિક અપરિવર્તક. ક્રોસ કરેલ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં ચળવળ. સામાન્ય કેસકોઈપણ તાકાત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના ક્રોસ કરેલ ક્ષેત્રો.

III. ડ્રિફ્ટ ચળવળચાર્જ કણો

§3.1. ક્રોસ્ડ સજાતીય ક્ષેત્રોમાં ચળવળ.

ચાલો ડ્રિફ્ટ એપ્રોક્સિમેશનમાં ક્રોસ કરેલા ક્ષેત્રોમાં ચાર્જ થયેલા કણોની ગતિને ધ્યાનમાં લઈએ. ડ્રિફ્ટ અંદાજ લાગુ પડે છે જો ચોક્કસ સતત ડ્રિફ્ટ વેગને ઓળખવાનું શક્ય હોય, સમાન પ્રકારના તમામ કણો માટે સમાન, કણોના વેગની દિશાથી સ્વતંત્ર:
, ક્યાં
- ડ્રિફ્ટ ઝડપ. ચાલો બતાવીએ કે આ ક્રોસ્ડમાં ચાર્જ થયેલા કણોની હિલચાલ માટે કરી શકાય છે
ક્ષેત્રો અગાઉ બતાવ્યા પ્રમાણે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં કણોની હિલચાલને અસર કરતું નથી. તેથી, ડ્રિફ્ટ સ્પીડને માત્ર ચુંબકીય એક તરફ લંબ નિર્દેશિત કરી શકાય છે, એટલે કે ચાલો:
, અને
, ક્યાં
. ગતિનું સમીકરણ:
(અમે હજુ પણ GHS માં ગુણક લખીએ છીએ). પછી વેગના ટ્રાંસવર્સ ઘટક માટે:
, અમે ડ્રિફ્ટ સ્પીડના સંદર્ભમાં વિસ્તરણને બદલીએ છીએ:
, એટલે કે
. ચાલો આ સમીકરણને દરેક ઘટક માટે બે વડે બદલીએ અને ધ્યાનમાં લઈએ
, એટલે કે,
, અમે ડ્રિફ્ટ ઝડપ માટે સમીકરણ મેળવીએ છીએ:
. ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વેક્ટરીય રીતે ગુણાકાર કરવાથી, આપણને મળે છે:
. નિયમને ધ્યાનમાં લેતા, અમને મળે છે
, ક્યાં:

- ડ્રિફ્ટ ઝડપ. (3.1)

.

ડ્રિફ્ટ સ્પીડ ચાર્જની નિશાની અને સમૂહ પર આધારિત નથી, એટલે કે. પ્લાઝ્મા સમગ્ર રીતે બદલાય છે. સંબંધ પરથી (3.1) તે સ્પષ્ટ છે કે જ્યારે
ડ્રિફ્ટ સ્પીડ પ્રકાશની ગતિ કરતા વધુ બને છે, જેનો અર્થ છે કે તે તેનો અર્થ ગુમાવે છે. અને મુદ્દો એ નથી કે સાપેક્ષ સુધારણાને ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. મુ
ડ્રિફ્ટ અંદાજની સ્થિતિનું ઉલ્લંઘન કરવામાં આવશે. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચાર્જ થયેલા કણોના ડ્રિફ્ટ માટે ડ્રિફ્ટ અંદાજની સ્થિતિ એ છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કણોની ક્રાંતિના સમયગાળા દરમિયાન ડ્રિફ્ટનું કારણ બને છે તે બળનો પ્રભાવ નજીવો હોવો જોઈએ, ફક્ત આ કિસ્સામાં ડ્રિફ્ટ ઝડપ સતત રહો. આ સ્થિતિ આ રીતે લખી શકાય છે:
, જેમાંથી આપણે ડ્રિફ્ટ ગતિમાં લાગુ થવાની શરત મેળવીએ છીએ
ક્ષેત્રો:
.

માં ચાર્જ થયેલા કણોની સંભવિત ગતિ નક્કી કરવા
ક્ષેત્રો, ફરતા વેગ ઘટક માટે ગતિના સમીકરણને ધ્યાનમાં લો :
, ક્યાં
. પ્લેન દો ( x,y) ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે લંબ છે. વેક્ટર આવર્તન સાથે ફરે છે
(ઇલેક્ટ્રોન અને આયન જુદી જુદી દિશામાં ફરે છે) પ્લેનમાં ( x,y), મોડ્યુલસમાં સ્થિર રહે છે.

જો પ્રારંભિક ઝડપકણો આ વર્તુળમાં આવે છે, પછી કણ એપિસાયક્લોઇડ સાથે આગળ વધશે.

વિસ્તાર 2.સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવેલ વર્તુળ
, સાયક્લોઇડને અનુરૂપ છે. વેક્ટરને ફેરવતી વખતે દરેક સમયગાળામાં વેગ વેક્ટર મૂળમાંથી પસાર થશે, એટલે કે, વેગ શૂન્યની બરાબર હશે. આ ક્ષણો સાયક્લોઇડના પાયા પરના બિંદુઓને અનુરૂપ છે
. સાયક્લોઇડની ઊંચાઈ છે , એટલે કે, કણના દળના પ્રમાણસર, તેથી આયનો ઇલેક્ટ્રોન કરતા ઘણા ઊંચા સાયક્લોઇડ સાથે આગળ વધશે, જે ફિગ. 3.2 માં યોજનાકીય રજૂઆતને અનુરૂપ નથી.

વિસ્તાર 3.વર્તુળની બહારનો વિસ્તાર જેમાં
, લૂપ્સ (હાયપોસાયકલોઇડ) સાથેના ટ્રોકોઇડને અનુરૂપ છે, જેની ઊંચાઈ
. લૂપ્સ વેગ ઘટકના નકારાત્મક મૂલ્યોને અનુરૂપ છે જ્યારે કણો વિરુદ્ધ દિશામાં જાય છે.

વિશે વિસ્તાર 4: બિંદુ
(
) સીધી રેખાને અનુરૂપ છે. જો તમે પ્રારંભિક વેગ સાથે કણ લોન્ચ કર્યું છે
, પછી સમયની પ્રત્યેક ક્ષણે વિદ્યુત અને ચુંબકીય બળનું બળ સંતુલિત થાય છે, તેથી કણ સીધી રીતે આગળ વધે છે. કોઈ કલ્પના કરી શકે છે કે આ બધી ગતિ ત્રિજ્યાના ચક્ર પર સ્થિત બિંદુઓની હિલચાલને અનુરૂપ છે.
, તેથી, તમામ માર્ગો માટે રેખાંશ અવકાશી સમયગાળો
. સમયગાળા માટે
તમામ માર્ગો માટે, ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોની અસરોનું પરસ્પર વળતર થાય છે. કણની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા સ્થિર રહે છે
. તે ફરીથી નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે

ચોખા. 3.2. માં કણોની લાક્ષણિક ગતિ
ક્ષેત્રો: 1) લૂપ્સ વિના ટ્રોકોઇડ; 2) સાયક્લોઇડ; 3) લૂપ્સ સાથે ટ્રોકોઇડ; 4) સીધા.

એસ્ટ્રોફિઝિકલ અને થર્મોન્યુક્લિયર સમસ્યાઓમાં નોંધપાત્ર રસઅવકાશમાં બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કણોની વર્તણૂક રજૂ કરે છે. ઘણીવાર આ ફેરફાર તદ્દન નબળો હોય છે, અને સારો અંદાજ એ ગડબડ પદ્ધતિ દ્વારા ગતિના સમીકરણોનો ઉકેલ છે, જે સૌપ્રથમ અલ્ફેન દ્વારા મેળવેલ છે. "પર્યાપ્ત રીતે નબળા" શબ્દનો અર્થ એ છે કે કણોના પરિભ્રમણની ત્રિજ્યા aની સરખામણીમાં B જે અંતર પર નોંધપાત્ર રીતે તીવ્રતા અથવા દિશામાં બદલાય છે. આ કિસ્સામાં, શૂન્ય અંદાજમાં, અમે ધારી શકીએ છીએ કે કણો ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની આસપાસ સર્પાકારમાં ફરે છે અને તેના દ્વારા નિર્ધારિત પરિભ્રમણ આવર્તન સાથે

ચુંબકીય ક્ષેત્રની સ્થાનિક તીવ્રતા. આગામી અંદાજમાં, ભ્રમણકક્ષામાં ધીમા ફેરફારો દેખાય છે, જે તેમના અગ્રણી કેન્દ્ર (પરિભ્રમણનું કેન્દ્ર) ના ડ્રિફ્ટ તરીકે રજૂ કરી શકાય છે.

પ્રથમ પ્રકારનો અવકાશી ક્ષેત્ર પરિવર્તન કે જેને આપણે ધ્યાનમાં લઈશું તે B ની કાટખૂણે દિશામાં ફેરફાર છે. દિશામાં ક્ષેત્રની તીવ્રતાનો ઢાળ હોવા દો. એકમ વેક્ટર, B ને લંબરૂપ છે, તેથી . પછી, પ્રથમ અંદાજ સુધી, પરિભ્રમણ આવર્તન ફોર્મમાં લખી શકાય છે

અહીં દિશામાં કોઓર્ડિનેટ છે અને વિસ્તરણ કોઓર્ડિનેટ્સની ઉત્પત્તિની નજીકમાં કરવામાં આવે છે, જેના માટે B દિશામાં ફેરફાર થતો નથી, B સાથેની હિલચાલ એકસમાન રહે છે. તેથી અમે ફક્ત ફેરફારને ધ્યાનમાં લઈશું બાજુની હિલચાલ. તેને ફોર્મમાં લખ્યા પછી, એક સમાન ક્ષેત્રમાં ટ્રાંસવર્સ વેગ ક્યાં છે, a એ એક નાનો કરેક્શન છે, અમે ગતિના સમીકરણમાં (12.102) બદલીએ છીએ.

(12.103)

પછી, ફક્ત પ્રથમ-ક્રમની શરતો રાખીને, અમે અંદાજિત સમીકરણ મેળવીએ છીએ

સંબંધો (12.95) અને (12.96) પરથી તે અનુસરે છે કે સમાન ક્ષેત્રમાં ટ્રાંસવર્સ વેગ અને સંકલન સંબંધો દ્વારા સંબંધિત છે

(12.105)

જ્યાં X એ અવ્યવસ્થિતમાં પરિભ્રમણના કેન્દ્રનું સંકલન છે પરિપત્ર ગતિ(અહીં જો (12.104) માં આપણે વ્યક્ત કરીએ તો આપણને મળે છે

આ અભિવ્યક્તિ દર્શાવે છે કે, ઓસીલેટીંગ શબ્દ ઉપરાંત, તેની પાસે બિન-શૂન્ય સરેરાશ મૂલ્ય સમાન છે

નક્કી કરવા માટે સરેરાશ કદતે ધ્યાનમાં લેવા માટે પૂરતું છે કે કાર્ટેશિયન ઘટકો કંપનવિસ્તાર a અને 90° ની ફેઝ શિફ્ટ સાથે સાઇનસૉઇડલી રીતે બદલાય છે. તેથી, સરેરાશ મૂલ્ય માત્ર સમાંતર ઘટક દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે, તેથી

(12.108)

આમ, "ગ્રેડિયન્ટ" ડ્રિફ્ટ વેગ દ્વારા આપવામાં આવે છે

(12.109)

અથવા વેક્ટર સ્વરૂપમાં

અભિવ્યક્તિ (12.110) બતાવે છે કે પૂરતા પ્રમાણમાં નાના ફીલ્ડ ગ્રેડિયન્ટ્સ માટે, જ્યારે ડ્રિફ્ટ વેગ તેની સરખામણીમાં નાનો હોય છે ભ્રમણકક્ષાની ગતિ.

ફિગ. 12.6. ચુંબકીય ક્ષેત્રના ટ્રાંસવર્સ ગ્રેડિયન્ટને કારણે ચાર્જ થયેલા કણોનો પ્રવાહ.

આ કિસ્સામાં, કણ ઝડપથી અગ્રણી કેન્દ્રની આસપાસ ફરે છે, જે ધીમે ધીમે B અને ગ્રેડ B તરફ લંબરૂપ દિશામાં આગળ વધે છે. ડ્રિફ્ટ દિશા હકારાત્મક કણઅભિવ્યક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (12.110). નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણ માટે, ડ્રિફ્ટ વેગ હોય છે વિરોધી ચિહ્ન; ચિહ્નમાં આ ફેરફાર ગ્રેડિયન્ટ ડ્રિફ્ટની વ્યાખ્યા સાથે સંકળાયેલો છે, કારણ કે જ્યાં ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ સરેરાશ કરતાં વધુ અને ઓછી હોય તેવા પ્રદેશોમાં કણ ફરે છે તે રીતે બોલના વળાંકની ત્રિજ્યામાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લઈને ગુણાત્મક રીતે સમજાવી શકાય છે. અંજીરમાં. આકૃતિ 12.6 ગુણાત્મક રીતે વિવિધ ચાર્જ ચિહ્નો સાથે કણોનું વર્તન દર્શાવે છે.

ક્ષેત્ર પરિવર્તનનો બીજો પ્રકાર જે કણના અગ્રણી કેન્દ્રના પ્રવાહ તરફ દોરી જાય છે તે ક્ષેત્ર રેખાઓની વક્રતા છે. ફિગમાં શું બતાવવામાં આવ્યું છે તે ધ્યાનમાં લો. 12.7 થી સ્વતંત્ર દ્વિ-પરિમાણીય ક્ષેત્ર. અંજીરમાં. 12.7, a ધરીની સમાંતર એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર દર્શાવે છે કે કણ એક ત્રિજ્યા a ના વર્તુળમાં ગતિ સાથે ફરે છે અને સાથે સાથે ફરે છે. સતત ગતિપાવર લાઇન સાથે. અમે આ ગતિને ફિગમાં બતાવેલ વક્ર ક્ષેત્ર રેખાઓ સાથે ક્ષેત્રમાં કણની ગતિ માટે શૂન્ય અંદાજ તરીકે ધ્યાનમાં લઈશું. 12.7b, જ્યાં a ની તુલનામાં બળ R ની રેખાઓની વક્રતાની સ્થાનિક ત્રિજ્યા મોટી છે.

ફિગ. 12.7. ક્ષેત્ર રેખાઓની વક્રતાને કારણે ચાર્જ થયેલા કણોનું ડ્રિફ્ટ. a - સતત સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, કણ બળની રેખાઓ સાથે સર્પાકારમાં ફરે છે; b - ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓની વક્રતા ડ્રિફ્ટનું કારણ બને છે, પ્લેન પર લંબરૂપ

પ્રથમ અંદાજ સુધારણા નીચે પ્રમાણે શોધી શકાય છે. કારણ કે કણ ક્ષેત્ર રેખાની આસપાસ સર્પાકારમાં ફરે છે, અને ક્ષેત્ર રેખા વક્ર છે, તો અગ્રણી કેન્દ્રની ગતિ માટે આ દેખાવની સમકક્ષ છે. કેન્દ્રત્યાગી પ્રવેગકઅમે ધારી શકીએ છીએ કે આ પ્રવેગક અસરકારક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે

(12.111)

જાણે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઉમેરાય છે. પરંતુ, (12.98) મુજબ, આવા અસરકારક વિદ્યુત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રનું સંયોજન ગતિ સાથે કેન્દ્રત્યાગી ડ્રિફ્ટ તરફ દોરી જાય છે.

(121,2)

નોટેશનનો ઉપયોગ કરીને, અમે ફોર્મમાં કેન્દ્રત્યાગી ડ્રિફ્ટની ઝડપ માટે અભિવ્યક્તિ લખીએ છીએ

ડ્રિફ્ટ દિશા નિર્ધારિત છે વેક્ટર ઉત્પાદન, જેમાં R એ વક્રતાના કેન્દ્રથી કણોના સ્થાન તરફ નિર્દેશિત ત્રિજ્યા વેક્ટર છે. સાઇન ઇન (12.113) અનુલક્ષે છે હકારાત્મક ચાર્જકણો અને ના ચિહ્ન પર આધાર રાખતા નથી નકારાત્મક કણમૂલ્ય નકારાત્મક બને છે અને ડ્રિફ્ટ દિશા ઉલટી થાય છે.

ગતિના સમીકરણોને સીધું હલ કરીને વધુ સચોટ, પરંતુ સંબંધનું ઓછું ભવ્ય વ્યુત્પત્તિ (12.113) મેળવી શકાય છે. જો તમે દાખલ કરો નળાકાર કોઓર્ડિનેટ્સવક્રતાના કેન્દ્રમાં કોઓર્ડિનેટ્સની ઉત્પત્તિ સાથે (જુઓ આકૃતિ. 12.7, b), તો ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં માત્ર એક ઘટક હશે તે દર્શાવવું સરળ છે વેક્ટર સમીકરણગતિ નીચેના ત્રણ સ્કેલર સમીકરણો સુધી ઘટાડવામાં આવે છે:

(12-114)

જો શૂન્ય અંદાજમાં વક્રતાની ત્રિજ્યાની તુલનામાં એક નાની ત્રિજ્યા સાથેનો સર્પાકાર છે, તો પછી સૌથી નીચા ક્રમમાં, પ્રથમ સમીકરણ (12.114) થી આપણે નીચેની અંદાજિત અભિવ્યક્તિ મેળવીએ છીએ: તાપમાન સાથે ગૌસીયન પ્લાઝ્મા કણો હોય છે. cm/sec નો ડ્રિફ્ટ વેગ. આનો અર્થ એ છે કે એક સેકન્ડના નાના અપૂર્ણાંકમાં તેઓ ડ્રિફ્ટને કારણે ચેમ્બરની દિવાલો સુધી પહોંચશે. વધુ ગરમ પ્લાઝ્મા માટે, ડ્રિફ્ટ ઝડપ અનુરૂપ રીતે પણ વધારે છે. ટોરોઇડલ ભૂમિતિમાં ડ્રિફ્ટની ભરપાઈ કરવાની એક રીત એ છે કે ટોરસને આકૃતિ-આઠના આકારમાં વાળવું. કારણ કે કણ સામાન્ય રીતે આવી અંદર ઘણી ક્રાંતિ કરે છે બંધ સિસ્ટમ, પછી તે એવા પ્રદેશોમાંથી પસાર થાય છે જ્યાં વક્રતા અને ઢાળ બંને હોય છે વિવિધ ચિહ્નો, અને વૈકલ્પિક રીતે અંદર જાય છે વિવિધ દિશાઓ. તેથી, ઓછામાં ઓછા પ્રથમ ક્રમમાં, પરિણામી સરેરાશ ડ્રિફ્ટ બહાર વળે છે શૂન્ય બરાબર. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં અવકાશી ફેરફારોને કારણે થતા ડ્રિફ્ટને દૂર કરવાની આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે થર્મોન્યુક્લિયર સ્થાપનોતારાકીય પ્રકાર. આવા સ્થાપનોમાં પ્લાઝ્મા કેદ, ચપટી અસર (જુઓ પ્રકરણ 10, § 5-7) નો ઉપયોગ કરીને સ્થાપનથી વિપરીત, મજબૂત બાહ્ય રેખાંશ ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે.