Ders No. 3. YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜKLENME HAREKETİ Düzgün olmayan bir manyetik alanda hareket. Sürüklenme yaklaşımı - uygulanabilirlik koşulları, ders No. 3.
YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜKLENME HAREKETİ
Düzgün olmayan bir manyetik alanda hareket. Sürüklenme yaklaşımı - uygulanabilirlik koşulları,
sürüklenme hızı. Düzgün olmayan bir manyetik alanda sürüklenir. Adyabatik değişmez.
Çapraz elektrik ve manyetik alanlarda hareket.
Çapraz homojen EH alanlarında hareket.
Ayırt etmek mümkünse sürüklenme yaklaşımı uygulanabilir.
aynı türdeki tüm parçacıklar için aynı sabit hız
parçacık hızlarının yönünden bağımsız olarak sürüklenme. Manyetik alan değil
parçacıkların yöndeki hareketini etkiler manyetik alan. Bu nedenle hız
sürüklenme yalnızca manyetik alana dik olarak yönlendirilebilir.
EH
VDR c
H2
- sürüklenme hızı.
Sürüklenme hareketinin uygulanabilirlik koşulu E H
alanlarında:
e
V
H
C
Belirlemek için olası yörüngeler alanlardaki yüklü parçacıkları düşünün
dönme hızı bileşeni için hareket denklemi:
. Q
sen
C
sen H

Sürüklenme yaklaşımının koşulu karşılanmazsa, yani elektrik alanının etkisi altında veya etkisi altında magnezyum etkisi ile telafi edilmezse

Düzgün olmayan bir manyetik alanda yüklü parçacıkların sürüklenme hareketi.

Yüklü parçacıkların manyetik alan sıçraması düzlemi boyunca sürüklenmesi. Gradyan kayması.

Doğru akım manyetik alanında sürüklenme.

Merkezkaç (ataletsel) sürüklenme.

Polarizasyon kayması.

10. Toroidal sürüklenme ve dönme dönüşümü

YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜŞÜ

YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜŞÜ

Plazmada nispeten yavaş yönlü yük. ayrışmanın etkisi altında ch-ts (el-nov ve iyonlar). ana nedenlerin üzerine bindirilmiş nedenler (düzenli veya düzensiz). Örneğin, temel şarj hareketi homojen bir mıknatısta h-tsy. çarpışma olmadığında - siklotron frekansıyla dönüş. Başka alanların varlığı bu hareketi bozar; yani ortak elektrik ve mag. alanlar sözde yol açar. elektrik D.z. Parçacığın kütlesinden ve yükünden bağımsız bir hızda E ve H'ye dik bir yönde saat.

Siklotron rotasyonu da buna eklenebilir. Manyetik homojensizlik nedeniyle ortaya çıkan gradyan kayması. alan ve H ve DH'ye dik olarak yönlendirilir (DH alan gradyanıdır).

D.z. h., ortamda eşit olmayan bir şekilde dağılmış olup, vD = -Dgradn/n hızıyla konsantrasyondaki en büyük azalma yönündeki termal hareketlerinden (bkz. DİFÜZYON) kaynaklanabilir; burada gradn, n yükünün konsantrasyon gradyanıdır. h-ts; D - katsayısı difüzyon.

Birkaç tane olması durumunda D. z'ye neden olan faktörler. h., örneğin, elektrik. alan ve konsantrasyon gradyanı, alanın ayrı ayrı neden olduğu sürüklenme hızları, vE ve vD toplanır.

Fiziksel ansiklopedik sözlük. - M.: Sovyet ansiklopedisi . Şef editör A. M. Prokhorov. 1983 .

YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜŞÜ

- şarj cihazının nispeten yavaş yön hareketi. ayrışmanın etkisi altındaki parçacıklar. bunların temelinde üst üste bindirilmiş nedenler. hareket (düzenli veya düzensiz). örneğin elektrik k.-l'de. çevre (metaller, gazlar, yarı iletkenler, elektrolitler) elektriksel kuvvetlerin etkisi altında oluşur. alanlar ve genellikle parçacıkların termal (rastgele) hareketi üzerine bindirilir. Termal hareket makroskobik oluşturmaz. ortalama olsa bile akış v bu hareket sürüklenme hızından çok daha büyüktür v Tutum v D /v yön derecesini karakterize eder hareket yükü. parçacıklar ve ortamın türüne, yüklü parçacıkların türüne ve sürüklenmeye neden olan faktörlerin yoğunluğuna bağlıdır. D.z. Yüklü parçacıkların konsantrasyonu eşit olmayan şekilde dağıldığında da saatler ortaya çıkabilir ( difüzyon), yüklü parçacıkların hızlarının eşit olmayan bir dağılımı ile ( termal difüzyon).
Yüklü parçacıkların plazmada sürüklenmesi. Tipik olarak manyetik alanda bulunan plazmalar için. alan, karakteristik D. z. h. çapraz manyetik ve k.-l. diğer (elektrik, yerçekimi) alanlar. Şarj Homojen bir manyetik alanda bulunan parçacık. Diğer kuvvetlerin yokluğunda alan, sözde açıklanır. Yarıçaplı Larmor dairesi rN=v/ w H=cmv/ZeH. Burada N - manyetik gerilim alanlar, e, t Ve v- yük ve parçacık hızı, w H =ZeH/mc - Larmor (siklotron) frekansı. Magn. alan, mertebesinde bir mesafe boyunca çok az değişiyorsa, pratik olarak tek tip kabul edilir. rH. eğer varsa dahili kuvvet F(elektrikli yerçekimi, gradyan) yörüngenin sabit durumdan yumuşak bir kayması, hızlı Larmor rotasyonunun üzerine eklenir. mıknatısa dik yönde hız. alan ve etkili kuvvet. Sürüklenme hızı

İfadenin paydası parçacığın yükünü içerdiğinden, o zaman eğer Fİyonlara ve elektronlara eşit etki ettiğinden, bu kuvvetin etkisi altında zıt yönlerde sürükleneceklerdir (sürüklenme akımı). Belirli bir türdeki parçacıklar tarafından taşınan sürüklenme akımı: Kuvvetlerin türüne bağlı olarak birkaçı ayırt edilir. D. z türleri. şunları içerir: elektrik, polarize, yerçekimi, gradyan. Elektriksel sürüklenme denir. D.z. homojen sabit bir elektrikte saatlerce. E alanı , manyetik alana dik alan (çapraz elektrik ve manyetik alanlar). Elektrik Larmor dairesi düzleminde etki eden alan, Larmor dönüşünün o yarım periyodu sırasında parçacığın hareketini hızlandırır.

Pirinç. 1. Yüklü bir parçacığın çapraz elektrik ve manyetik alanlarda sürüklenmesi. Gözlemciye doğru yönlendirilen manyetik alan. v dE, çünkü bir yöndeki hız bileşeni (Şekil 1'deki aşağı doğru hareket), ters yönde hareket ederken (yukarı doğru hareket) hız bileşeninden daha büyüktür. Farklı yarıçaplar nedeniyle r H farklı Parçacığın yörüngesinin alanları E ve H'ye dik yönde kapalı değildir, yani sürüklenme bu yönde meydana gelir. Elektrik durumunda sürüklenme F=ZeE, buradan v dE =c/H2 , yani elektriğin hızı sürüklenme, yükün işaretine ve büyüklüğüne ya da parçacığın kütlesine bağlı değildir ve büyüklük ve yön bakımından iyonlar ve elektronlar için aynıdır. Böylece elektrik. D.z. h.mag. alan tüm plazmanın hareketine yol açar ve sürüklenme akımlarını tetiklemez. Ancak merkezkaç kuvveti gibi kuvvetler mıknatısın yokluğunda söz konusudur. Alanlar manyetik alanda yüklerine bakılmaksızın tüm parçacıklara eşit şekilde etki eder. Alan, bir bütün olarak plazmanın sürüklenme hareketinden değil, elektronların ve iyonların sürüklenmesine neden olmasından kaynaklanır. farklı taraflar sürüklenme akıntılarının ortaya çıkmasına neden olur. hızlanırlarsa hareketleri sanki onlara etki ediliyormuş gibi gerçekleşir. Elektriği değiştirirken Zaman içindeki alan, parçacıklar elektriğin değişimine (hızlanmasına) bağlı bir eylemsizlik kuvvetinden etkilenir. sürüklenme F E =tv dE = ts[N]/N2 .(1)'i kullanarak, bu sürüklenmenin hızı için polarizasyon adı verilen bir ifade elde ederiz, v doktor = mc2E/ZeH2. Polarizasyon yönü D.z. saat elektrik akımının yönüne denk gelir. alanlar. Polarizasyon hızı sürüklenme yükün işaretine bağlıdır ve bu da sürüklenme polarizasyonunun ortaya çıkmasına neden olur. akım Çapraz yerçekiminde ve mag. alanlarda, bir hızda yerçekimsel bir sürüklenme meydana gelir v dG = ts/ZeH 2, Nerede G- yer çekiminden kaynaklanan ivme. Çünkü v dG, yükün kütlesine ve işaretine bağlıdır, daha sonra sürüklenme akımları ortaya çıkar ve bu da plazmadaki yüklerin ayrılmasına yol açar. Sonuç olarak yerçekimi sürüklenme hareketi, kararsızlıklar ortaya çıkar. F rр, manyetik gradyanla orantılı. alanlar (sözde degrade D. z. h.). Larmor dairesi üzerinde dönen bir parçacık bir “mıknatıs” olarak kabul edilirse manyetik moment

Pirinç. 2. Gradyan kayması. Manyetik alan yukarı doğru artar. Sürüklenme akımı sola doğru yönlendirilir.

Gradyan sürüklenme hızı

Bir parçacık belli bir hızla hareket ettiğinde v || eğrilik yarıçapına sahip kavisli bir kuvvet çizgisi boyunca (Şekil 3) R

kökeni nedeniyle bir sürüklenme ortaya çıkar merkezkaç kuvveti eylemsizlik mv 2 || /R(santrifüj sürüklenme olarak adlandırılır). Hız

Gradyan ve merkezkaç DZ hızları. h.var zıt yönler iyonlar ve elektronlar için, yani sürüklenme akımları ortaya çıkar. Burada, söz konusu kaymaların, manyetik alana dik kuvvetler nedeniyle tam olarak Larmor dairelerinin merkezlerinin yer değiştirmeleri (parçacıkların yer değiştirmelerinden çok da farklı olmayan) olduğunu vurgulamak gerekir. alan. Bir parçacık sistemi (plazma) için böyle bir fark önemlidir. Örneğin, parçacık tempo-pa'sı koordinatlara bağlı değilse, o zaman plazma içinde parçacık akışı yoktur (manyetik alanın Maxwell alanını etkilemediği gerçeğine tam olarak uygun olarak), ancak bir akış vardır Manyetik alan ise merkezlerin sayısı. alan homojen değildir (gradyan ve merkezkaç sürüklenme akımları).

Pirinç. 4. Plazmanın toroidal bir tuzakta sürüklenmesi. toroidal bir manyetik tuzakta plazma hapsi. Yatay olarak yerleştirilmiş bir torustaki gradyan ve merkezkaç sürüklenmeleri, dikey sürüklenme akımlarına, yük ayrımına ve plazma polarizasyonuna neden olur (Şekil 4). Ortaya çıkan elektrik alan, tüm plazmayı torusun dış duvarına doğru hareket etmeye zorlar (sözde toroidal sürüklenme). Aydınlatılmış.: Frank-Kamenetsky D. A., Plazma - maddenin dördüncü durumu, 2. baskı, M., 1963: Braginsky S. I., Plazmadaki olaylar, içinde: Plazma teorisinin soruları, v. 1, M., 1063: O Raevsky V.N., Yeryüzünde ve Uzayda Plazma, K., 1980. S. S. Moiseev.

Fiziksel ansiklopedi. 5 cilt halinde. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. Genel Yayın Yönetmeni A. M. Prokhorov. 1988 .

Diğer sözlüklerde “YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜKLENMESİ” nin ne olduğuna bakın:

Yüklü parçacıkların (elektronlar, iyonlar vb.) ortamdaki yavaş (termal hareketle karşılaştırıldığında) yönlendirilmiş hareketi dış etkiörneğin elektrik alanları. * * * YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜKLENMESİ YÜKLÜ PARÇACIKLARIN SÜRÜKLENMESİ, yavaş (... ansiklopedik sözlük

Yüklü parçacıkların (elektronlar, iyonlar vb.) dış etki altındaki bir ortamda yavaş (termal hareketle karşılaştırıldığında) yönlendirilmiş hareketi, ör. elektrik alanları... Büyük Ansiklopedik Sözlük

yüklü parçacıkların sürüklenmesi- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Konular: genel olarak enerji TR yüklü parçacık sürüklenmesi ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Yüklü parçacıkların etkisi altında nispeten yavaş yönlendirilmiş hareketi çeşitli sebepler, ana hareketin üzerine bindirilmiş. Yani örneğin geçerken elektrik akımı elektronlar iyonize bir gazın içinden geçiyor, hızlarına ek olarak... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

Yüklü parçacıkların (elektronlar, iyonlar vb.) dış koşullar altında bir ortamda yavaş (termal hareketle karşılaştırıldığında) yönlendirilmiş hareketi. örneğin etki elektrik alanlar... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

Elektrik ve manyetik alanlarda, parçacıkların bu alanların kuvvetlerinin etkisi altında uzaydaki hareketi. Plazma parçacıklarının hareketleri aşağıda ele alınmaktadır, ancak bazı hükümler plazma için de geneldir. katılar(metaller, yarı iletkenler). Ayırt etmek... ... Fiziksel ansiklopedi

- (Hollanda sürüklenmesi). 1) Geminin doğru yoldan sapması. 2) hareket yönü ile geminin ortası arasındaki açı; geminin tasarımına bağlıdır. 3) Geminin yelkenler altındaki konumu, gemi hafifçe eğilerek yerinde kalacak şekilde konumlandırılmıştır... ... Sözlük yabancı kelimeler Rus Dili

Yoğunluğun konulacağı kısmen veya tamamen iyonize gaz. ve inkar et. suçlamalar neredeyse aynı. Güçlü bir şekilde ısıtıldığında su buharlaşarak gaza dönüşür. Sıcaklığı daha da artırırsanız termal süreç keskin bir şekilde yoğunlaşacaktır... ... Fiziksel ansiklopedi

Mıknatıs konfigürasyonları alanlar yetenekli uzun zamanşarjı tut sınırlı bir hacimde parçacıklar veya plazma. Doğal M. l. örneğin manyetiktir. Dünya'nın plazmayı yakalayan alanı Güneş rüzgarı ve onu radyasyon şeklinde tutuyor. Dünyanın katmanları... ... Fiziksel ansiklopedi

Plazmadaki SÜREÇLER, plazma parametrelerinin uzaysal dağılımlarının eşitlenmesine yol açan dengesiz süreçlerdir: konsantrasyonlar, ortalama kütle hızı ve elektronların ve ağır parçacıkların kısmi sıcaklıkları. Nötr parçacıkların P. p.'sinden farklı olarak... Fiziksel ansiklopedi

Yüklü parçacıkların sürüklenmesi, Ana hareketin üzerine bindirilen çeşitli nedenlerin etkisi altında yüklü parçacıkların nispeten yavaş yönlendirilmiş hareketi. Örneğin, iyonize bir gazdan bir elektrik akımı geçtiğinde, elektronlar rastgele termal hareket hızlarına ek olarak, elektrik alanı boyunca yönlendirilen küçük bir hız da kazanırlar. Bu durumda mevcut sürüklenme hızından bahsediyoruz. İkinci örnek ise D.z. Parçacık karşılıklı dik elektrik ve manyetik alanlar tarafından etkilendiğinde çapraz alanlar dahil. Böyle bir sürüklenmenin hızı sayısal olarak eşittir cE/H, Nerede İle- ışık hızı, e- elektrik alan kuvveti GHS sistemi birimler , N- manyetik alan kuvveti Oerstedach . Bu hız dik olarak yönlendirilir. e Ve N ve parçacıkların termal hızı üzerine bindirilir.

L. A. Artsimovich.

TSB'de de okuyun:

Buz kayması
Denizde buzun sürüklenmesi, rüzgarların ve akıntıların neden olduğu buz hareketi. D. l.'nin çok sayıda gözlemi. Kuzeyde Kuzey Buz Denizi hızının rüzgar hızına bağlı olduğunu gösterdi ve...

Sıfır seviye kayması
Sürüklenen sıfır seviye analog olarak bilgisayar, bir giriş sinyali olmadığında belirleyici yükselticinin çıkışında sıfır olarak alınan voltajdaki yavaş bir değişiklik. D.N. sen. otobüs...

Sürüklenme transistörü
Drift transistörü, yük taşıyıcılarının hareketinin esas olarak neden olduğu bir transistör sürüklenme alanı. Bu alan oluşturuldu Eşit olmayan dağılım baz bölgesindeki yabancı maddeler...

3 numaralı ders.

Düzgün olmayan bir manyetik alanda hareket. Sürüklenme yaklaşımı - uygulanabilirlik koşulları, sürüklenme hızı. Düzgün olmayan bir manyetik alanda sürüklenir. Adyabatik değişmez. Çapraz elektrik ve manyetik alanlarda hareket. Genel dava herhangi bir güç ve manyetik alanın çapraz alanları.

III. Sürüklenme hareketi yüklü parçacıklar

§3.1. Çapraz homojen alanlarda hareket.

Yüklü parçacıkların çapraz alanlardaki hareketini sürüklenme yaklaşımında ele alalım. Sürüklenme yaklaşımı, parçacık hızlarının yönünden bağımsız olarak aynı türdeki tüm parçacıklar için aynı olan belirli bir sabit sürüklenme hızını tanımlamak mümkünse uygulanabilir:
, Nerede
- sürüklenme hızı. Bunun yüklü parçacıkların çapraz hareketler için yapılabileceğini gösterelim.
alanlar. Daha önce gösterildiği gibi manyetik alan, parçacıkların manyetik alan yönündeki hareketini etkilemez. Bu nedenle, sürüklenme hızı yalnızca manyetik hıza dik olarak yönlendirilebilir, yani:
, Ve
, Nerede
. Hareket denklemi:
(GHS'de çarpanı hala yazıyoruz). Daha sonra hızın enine bileşeni için:
genişlemeyi sürüklenme hızı cinsinden değiştiririz:
, yani
. Bu denklemi her bileşen için iki ile değiştirelim ve dikkate alalım.
yani,
sürüklenme hızı denklemini elde ederiz:
. Manyetik alanla vektörel olarak çarpıldığında şunu elde ederiz:
. Kuralı dikkate alarak şunu elde ederiz:
, Neresi:

- sürüklenme hızı. (3.1)

.

Sürüklenme hızı, yükün işaretine ve kütleye bağlı değildir; Plazma bir bütün olarak değişir. İlişkiden (3.1) açıkça görüldüğü gibi
sürüklenme hızı ışık hızından daha büyük hale gelir ve dolayısıyla anlamını kaybeder. Ve mesele, göreceli düzeltmeleri dikkate almanın gerekli olması değil. Şu tarihte:
sürüklenme yaklaşımı koşulu ihlal edilecektir. Yüklü parçacıkların manyetik alanda sürüklenmesi için sürüklenme yaklaşımının koşulu, sürüklenmeye neden olan kuvvetin etkisinin, parçacığın manyetik alan içindeki dönüş periyodu sırasında önemsiz olması gerektiğidir; yalnızca bu durumda sürüklenme hızı, sürekli ol. Bu koşul şu şekilde yazılabilir:
buradan sürüklenme hareketinin uygulanabilirliği koşulunu elde ederiz.
alanlar:
.

Yüklü parçacıkların olası yörüngelerini belirlemek için
alanlar, dönme hızı bileşeni için hareket denklemini göz önünde bulundurun :
, Neresi
. Uçağa izin ver ( X,sen) manyetik alana diktir. Vektör frekansla döner
(elektron ve iyon farklı yönlerde döner) düzlemde ( X,sen), modülde sabit kalır.

Eğer başlangıç ​​hızı parçacıklar bu daireye düşerse parçacık episikloid boyunca hareket edecektir.

Alan 2. Denklemin verdiği daire
, bir sikloide karşılık gelir. Vektörü döndürürken her periyotta hız vektörü orijinden geçecektir, yani hız sıfıra eşit olacaktır. Bu momentler sikloidin tabanındaki noktalara karşılık gelir. Yörünge, yarıçaplı bir tekerleğin kenarında bulunan bir noktanın çizdiği yörüngeye benzer.
. Sikloidin yüksekliği yani parçacığın kütlesiyle orantılı olduğundan iyonlar elektronlardan çok daha yüksek bir sikloid boyunca hareket edeceklerdir, bu da Şekil 3.2'deki şematik gösterime karşılık gelmez.

Alan 3.Çemberin dışında kalan alan
, yüksekliği ilmekli (hiposikloid) bir trokoid'e karşılık gelir
. Döngüler hız bileşeninin negatif değerlerine karşılık gelir parçacıklar ters yönde hareket ettiğinde.

HAKKINDA alan 4: Nokta
(
) düz bir çizgiye karşılık gelir. Bir parçacığı başlangıç ​​hızıyla fırlatırsanız
o zaman elektrik ve manyetik kuvvetin gücü zamanın her anında dengelenir, böylece parçacık doğrusal olarak hareket eder. Tüm bu yörüngelerin yarıçaplı bir tekerlek üzerinde bulunan noktaların hareketine karşılık geldiği düşünülebilir.
bu nedenle tüm yörüngeler için boylamsal uzaysal periyot
. Periyod boyunca
Tüm yörüngeler için elektrik ve manyetik alanların etkilerinin karşılıklı telafisi meydana gelir. Parçacığın ortalama kinetik enerjisi sabit kalır
. Şunu bir kez daha belirtmekte fayda var

Pirinç. 3.2. Parçacıkların karakteristik yörüngeleri
alanlar: 1) ilmeksiz trokoid; 2) sikloid; 3) ilmekli trokoid; 4) düz.

Astrofizik ve termonükleer problemlerde önemli ilgi uzayda değişen manyetik alandaki parçacıkların davranışını temsil eder. Çoğu zaman bu değişiklik oldukça zayıftır ve hareket denklemlerinin ilk kez Alfvén tarafından elde edilen pertürbasyon yöntemiyle çözümü iyi bir yaklaşımdır. "Yeterince zayıf" terimi, B'nin büyüklük veya yön açısından önemli ölçüde değiştiği mesafenin, parçacığın dönme yarıçapına (a) kıyasla büyük olduğu anlamına gelir. Bu durumda sıfır yaklaşımında, parçacıkların manyetik alan çizgileri etrafında bir dönme frekansı ile bir spiral şeklinde hareket ettiğini varsayabiliriz.

Manyetik alanın yerel büyüklüğü. Bir sonraki yaklaşımda, yörüngede yavaş değişiklikler ortaya çıkıyor ve bu, ana merkezlerinin (dönme merkezi) kayması olarak temsil edilebiliyor.

Alanda ele alacağımız ilk uzaysal değişim türü, B'ye dik yöndeki bir değişikliktir. Alan büyüklüğünün yönünde bir gradyan olsun. birim vektör, B'ye dik, yani . Daha sonra, ilk yaklaşım olarak dönme frekansı şu şekilde yazılabilir:

işte yöndeki koordinattır ve genişleme, B'nin yönü değişmediğinden, B boyunca hareket tekdüze kaldığı koordinatların orijininin yakınında gerçekleştirilir. Bu nedenle yalnızca değişikliği dikkate alacağız yanal hareket. Düzgün bir alandaki enine hız nerede, a küçük bir düzeltmedir şeklinde yazdıktan sonra hareket denkleminde (12.102) yerine koyarız

(12.103)

Daha sonra, yalnızca birinci dereceden terimleri koruyarak yaklaşık denklemi elde ederiz.

(12.95) ve (12.96) bağıntılarından, düzgün bir alanda enine hız ve koordinatın ilişkilerle ilişkili olduğu sonucu çıkar.

(12.105)

burada X, bozulmamış durumdaki dönme merkezinin koordinatıdır dairesel hareket(burada (12.104)'te ifade edersek, o zaman şunu elde ederiz:

Bu ifade, salınım terimine ek olarak, sıfırdan farklı bir ortalama değere sahip olduğunu gösterir.

Belirlemek için ortalama boyut Kartezyen bileşenlerin genlik a ve 90° faz kayması ile sinüzoidal olarak değiştiğini hesaba katmak yeterlidir. Bu nedenle ortalama değer yalnızca paralel bileşenden etkilenir, dolayısıyla

(12.108)

Böylece, "gradyan" sürüklenme hızı şu şekilde verilir:

(12.109)

veya vektör formunda

İfade (12.110), yeterince küçük alan gradyanları için, sürüklenme hızının yörünge hızı.

İncir. 12.6. Manyetik alanın enine gradyanı nedeniyle yüklü parçacıkların sürüklenmesi.

Bu durumda parçacık, B'ye dik yönde ve B derecesine doğru yavaşça hareket eden ön merkez etrafında hızla döner. pozitif parçacık(12.110) ifadesi ile belirlenir. Negatif yüklü bir parçacık için sürüklenme hızı zıt işaret; işaretteki bu değişiklik Gradyan sürüklenmesinin tanımıyla ilişkilidir; parçacık alan kuvvetinin ortalamadan daha büyük ve daha az olduğu bölgelerde hareket ettikçe yörüngenin eğrilik yarıçapındaki değişiklik dikkate alınarak niteliksel olarak açıklanabilir. İncirde. Şekil 12.6 farklı yük işaretlerine sahip parçacıkların davranışını niteliksel olarak göstermektedir.

Bir parçacığın ön merkezinin kaymasına neden olan diğer bir alan değişikliği türü de alan çizgilerinin eğriliğidir. ŞEKİL 2'de gösterileni düşünün. 12.7 iki boyutlu alandan bağımsız. İncirde. Şekil 12.7'de a, eksene paralel düzgün bir manyetik alanı göstermektedir. Parçacık, a yarıçaplı bir daire içinde bir kuvvet çizgisi etrafında hızla döner ve aynı anda ile hareket eder. sabit hız elektrik hattı boyunca. Bu hareketi, Şekil 2'de gösterilen eğri alan çizgileri olan alandaki bir parçacığın hareketi için sıfır yaklaşımı olarak ele alacağız. Şekil 12.7b'de R kuvvet çizgilerinin yerel eğrilik yarıçapı a'ya kıyasla büyüktür.

İncir. 12.7. Alan çizgilerinin eğriliği nedeniyle yüklü parçacıkların sürüklenmesi. a - sabit, düzgün bir manyetik alanda, parçacık, kuvvet çizgileri boyunca bir spiral şeklinde hareket eder; b - Manyetik alan çizgilerinin eğriliği sürüklenmeye neden olur, düzleme dik

İlk yaklaşım düzeltmesi aşağıdaki gibi bulunabilir. Parçacık alan çizgisi etrafında spiral şeklinde hareket etme eğiliminde olduğundan ve alan çizgisi de kavisli olduğundan, önde gelen merkezin hareketi için bu, görünüme eşdeğerdir. merkezkaç ivmesi Bu ivmenin etkili bir elektrik alanın etkisi altında oluştuğunu varsayabiliriz.

(12.111)

sanki manyetik alana eklenmiş gibi. Ancak (12.98)'e göre, böylesine etkili bir elektrik alanı ile manyetik alanın birleşimi, belirli bir hızda merkezkaç sürüklenmesine yol açar.

(121,2)

Gösterimi kullanarak, merkezkaç sürüklenme hızının ifadesini şu şekilde yazıyoruz:

Kayma yönü belirlendi vektör çarpımı burada R, eğriliğin merkezinden parçacık konumuna yönlendirilen yarıçap vektörüdür. Giriş (12.113) şuna karşılık gelir: pozitif yük parçacıklar ve işaretine bağlı değildir negatif parçacık değer negatif olur ve sürüklenme yönü tersine döner.

İlişkinin (12.113) daha doğru fakat daha az zarif bir türevi, hareket denklemlerinin doğrudan çözülmesiyle elde edilebilir. Eğer girersen silindirik koordinatlar Koordinatların orijini eğriliğin merkezinde olduğunda (bkz. Şekil 12.7, b), o zaman manyetik alanın yalnızca bir bileşeni olacaktır. Bunu göstermek kolaydır. vektör denklemi hareket aşağıdaki üç skaler denkleme indirgenir:

(12-114)

Sıfırıncı yaklaşımda yörünge, eğrilik yarıçapına kıyasla küçük bir yarıçapa sahip bir spiral ise, bu durumda en düşük sırada, ilk denklemden (12.114) aşağıdaki yaklaşık ifadeyi elde ederiz: Sıcaklığa sahip Gauss plazma parçacıkları cm/sn'lik bir sürüklenme hızı. Bu, sürüklenme nedeniyle saniyenin çok küçük bir bölümünde oda duvarlarına ulaşacakları anlamına gelir. Daha sıcak plazma için sürüklenme hızı buna uygun olarak daha da yüksektir. Toroidal geometrideki kaymayı telafi etmenin bir yolu torusu sekiz şekline bükmektir. Parçacık genellikle bu tür içinde birçok devir yaptığından kapalı sistem daha sonra hem eğriliğin hem de eğimin olduğu bölgelerden geçer çeşitli işaretler ve dönüşümlü olarak sürükleniyor çeşitli yönler. Bu nedenle, en azından birinci dereceden elde edilen ortalama sapma şu şekilde ortaya çıkıyor: sıfıra eşit. Manyetik alandaki uzaysal değişikliklerin neden olduğu sürüklenmeyi ortadan kaldırmaya yönelik bu yöntem, termonükleer tesisler yıldızcı türü. Bu tür kurulumlarda plazmanın hapsedilmesi, sıkıştırma etkisi kullanan kurulumların aksine (bkz. Bölüm 10, § 5-7), güçlü bir harici uzunlamasına manyetik alan kullanılarak gerçekleştirilir.