Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Линейная магнитная ловушка

Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью v заряд q со стороны магнитного поля. Fл = q·V·B·sina где:

· q- величина заряда движущегося во внешнем магнитном поле

· V- Модуль скорости движущегося заряда

· B- Модуль вектора индукции внешнего магнитного поля

· представляет собой угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Движение заряженных частиц в магнитном поле. Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v вдоль линий магнитной индукции, то угол a между векторами v и В равен 0 или p. Тогда сила Лоренца равна нулю, т. е. магнитное поле на частицу не действует и она движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v, перпендикулярной вектору В, то сила Лоренца F=Q[vB] постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Согласно второму закону Ньютона, эта сила создает центростремительное ускорение. Отсюда следует, что частица будет двигаться по окружности:

В результате сложения обоих движений возникает движение по спирали, ось которой параллельна магнитному полю, Шаг винтовой линии

Линейная магнитная ловушка.

Магнитная ловушка — пространственная конфигурация магнитного поля, созданная для ограничения движения какого-либо объекта.

Для того чтобы быть М. л., магнитное поле должно удовлетворять определённым условиям. Известно, что оно действует только на движущиеся заряженные частицы.

Магнитное поле, способные длительное время удерживать заряженные частицы внутри определённого объёма пространства. М. л. природного происхождения является магнитное поле Земли; огромное число захваченных и удерживаемых им космических заряженных частиц высоких энергий (электронов и протонов) образует Радиационные пояса Земли за пределами её атмосферы В лабораторных условиях М. л. различных видов исследуют главным образом применительно к проблеме удержания смеси большого числа положительно и отрицательно заряженных частиц — плазмы (См. Плазма). Совершенствование М. л. для плазмы направлено на осуществление с их помощью управляемой термоядерной реакции (См. Термоядерные реакции), в которой ядерная энергия лёгких элементов высвобождается не в виде мощного взрыва, а сравнительно медленно, в ходе контролируемого и регулируемого человеком процесса (см. Управляемый термоядерный синтез).

Поиск по сайту: