Заряженная частица в постоянном-магнитном поле

Заряженная частица в постоянном магнитном поле [c.124]

Быстрая заряженная частица в постоянном магнитном пол движется с ускорением, перпендикулярным к направлению ее движения, а значение ее скорости совсем не изменяется. Если частица неустойчива, то измеренный период полураспада должен быть в точности равен тому периоду полураспада, который получился бы, если бы она двигалась прямолинейно с той же скоростью в отсутствие магнитного поля. Это предсказание подтверждается опытами с (х -мезонами, распадающимися с периодом полураспада 2,2-10- с на электрон и нейтрино. Одно и то же собственное время полураспада наблюдается как для свободно движущихся --мезонов, так и для ц--мезонов, совершающих спиральное движение в магнитном поле или даже неподвижных. Общепризнано, что специальная теория относительности дает достаточно точное описание кругового (т. е. ускоренного) движения заряженных частиц в магнитном поле. [c.362]

Циклотронная частота - частота обращения заряженной частицы в постоянном магнитном поле Н в плоскости, перпендикулярной Й. [c.515]

Задача 6. Найдите траекторию заряженной частицы в постоянном магнитном поле. [c.90]

Пример 1.9. Движение заряженной частицы в постоянных однородных электрическом и магнитном полях. [c.51]

Пример 22. В постоянном магнитном поле заряженная частица движется по спирали вокруг силовой линии поля. Это движение является композицией вращения вокруг силовой ли- [c.217]

Задача 7. Найдите траекторию заряженной частицы в постоянных электрическом и магнитном полях, параллельных друг [c.90]

Движение заряженных частиц в магнитном поле. В однородном магнитном поле на заряженную частицу, движущуюся со скоростью V перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила F , постоянная по модулю и направленная перпендикулярно вектору скорости и (рис. 187). В вакууме под действием силы Лоренца частица приобретает центростремительное ускорение [c.181]

Возрастание энергии заряженных частиц в ускорителях происходит за счет работы электрического поля Е. Используемое постоянное магнитное поле (индукции В) не влияет на величину энергии частицы, а лишь изменяет направление ее движения. В нерелятивистском случае этот вывод получается просто. [c.61]

В поперечном магнитном поле под действием этой силы заряженная частица движется по криволинейной траектории. В каждой точке на траектории имеет место равновесие сил, действующих на частицу, — силы Лоренца и центробежной силы. При постоянной скорости v и однородном магнитном поле напряженностью Н заряженная частица движется по окружности радиусом г. В этом случае получаем равенство evH—mv lr, отсюда радиус окружности [c.9]

Графический метод применим и для построения траекторий заряженных частиц, движущихся в неоднородном магнитном поле. Вышеописанные приемы пригодны и при вычерчивании хода лучей в предположении, что напряженность поля постоянна в пределах небольшого участка в радиальном направлении ( 0,01) и меняется скачкообразно от одного участка к другому. [c.26]

Найти закон движения заряженной частицы в однородном постоянном магнитном поле Н, решая уравнения Гамильтона. Векторный потенциал выбрать в виде Ау=Нх, Ах=Ах = 0. [c.119]

По своей конструкции накопительное кольцо не имеет существенных отличий от синхротрона. Однако в синхротроне нужно было увеличивать энергию частиц, сохраняя при этом движение по окружности постоянного радиуса. Это требовало роста напряженности магнитного поля во времени, обычно по линейному закону до некоторого максимального значения (в силу соотношения E = eHR). Магнитное поле в накопительном кольце, подобно синхротрону, совмещает две функции управление (искривление траектории) и фокусировку. В отличие от синхротрона — ускорителя заряженных частиц — в накопительном кольце магнитное поле не меняется во времени, обеспечивая постоянство энергии циркулирующих частиц. Радиационные потери энергии компенсируются с помощью высокочастотного электрического поля, сосредоточенного в прямолинейных промежутках (рис. 15). [c.69]

В однородном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен к направлению скорости заряженной част пгы, сила Лоренца искривляет траекторию движения. Частица движется по окружности постоянного радиуса в плоскости, перпендикулярной к вектору В [c.261]

Поле Е складывается из поля Е , обусловленного объемным зарядом q, и вихревого поля Е , связанного с изменением по времени индуцированного магнитного поля Н = Н . Внешние магнитное и электрическое поля отсутствуют. В (2.1)-(2.2) j - вектор плотности тока, - скорость заряженных частиц (для дальнейших оценок рассматривается простейший случай, когда имеется только один сорт заряженных частиц), с - скорость света, г и - магнитная проницаемость и диэлектрическая постоянная среды. Они предполагаются постоянными и одинаковыми внутри и вне струи. [c.718]

Поэтому для протонных пучков требуются поля в 43 раза больше, чем для электронных. Тем не менее фокусировка продольным магнитным полем оказывается целесообразной и для протонных (ионных) ускорителей, если мощность питания фокусирующей системы удается сделать умеренной по сравнению с высокочастотной мощностью ускорителя. Фокусировка продольным магнитным полем была применена в ряде линейных ускорителей ионов, рассчитанных на большие токи и непрерывный режим работы. Эта фокусировка может применяться и в ускорителях с импульсным режимом — при глубоком охлаждении или импульсном питании соленоидов. Применяемое фокусирующее магнитное поле постоянно во времени, осесимметрично и имеет только две составляющие и В Вь = 0). Сгустки ускоряемых частиц ввиду осевой симметрии ускоряющего и фокусирующего полей также осесимметричны и согласно сделанному выше предположению представляют собой равномерно заряженные эллипсоиды вращения (сфероиды). Поэтому целесообразно воспользоваться цилиндрической системой координат. Уравнения поперечного движения частиц в этой системе, согласно (1.12) и (1.13), [c.220]

Первый ускоритель тяжелых частиц (протоны, многозарядные ионы), основанный на принципе цикличности, был сооружен Э. Лоуренсом в 1930 г. Это был магнитный резонансный ускоритель — циклотрон. Генератор высокочастотного электрического поля, сообщающий энергию заряженным частицам, работал в этом ускорителе с постоянной частотой, равной частоте обращения заряда по окружности [c.19]

ЧАСТОТА (биений циклическая — частота негармонических колебаний, получающихся в результате наложения двух одинаково направленных гармонических колебаний с близкими частотами волны — частота гармоническая (синусоидальная), соответствующая упругой волне колебаний частиц среды вращения — величина, равная отношению числа оборотов, совершенных телом, ко времени вращения линейная— частота гармонических колебаний обращения—частота периодического движения точки по замкнутой траектории несущая — частота модулируемой волны резонансная — частота колебаний, при которой наступает явление резонанса собственная—частота гармонических колебаний системы, не подвергающейся действию внешних сил характеристическая—частота колебаний определенной группы атомов в молекулах, соответствующая определенной химической связи щжлическая — частота гармонических колебаний, умноженная на два пи циклотронная — частота обращения заряженных частиц в постоянном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной к вектору напряженности этого поля) ЧИСЛО [Авогадро — число молекул (или атомов) в одном моле вещества (6,022136 10 моль ) волновое — отношение циклической частоты к скорости волны вращательное квантовое определяет энергию ротатора квантовое (главное—целое число, определяющее энергетические уровни водородного атома в стационарном состоянии магнитное— целое число, определяющее проекцию вектора орбитального момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля орбитальное — целое число, определяющее орбитальный момент импульса электрона в атоме спиновое определяет спиновой момент импульса электрона в атоме) координационное — число ближайших к данному атому соседних атомов в кристаллической решетке] [c.296]

Лоренцовы силы F , постоянно действующие и обусловленные движением заряженных частиц в земном магнитном поле. [c.116]

Последнее выражение показывает, что период обращония частицы в однородном магнитном поле при постоянной массе не зависит от скорости v и радиуса г траектории ее движения. Этот факт используется, например, в ускорителе заряженных частиц — циклотроне. [c.181]

В обычном ци1СЛОтроне заряженные частицы движутся в постоянном магнитном поле по почти спиральным орбитам, как то описано в отрывке Из истории физики , приводимом в конце главы. После каждого полуоборота частицы ускоряются [c.129]

Приведем пример многозначного интеграла. Рассмотрим движение заряженной частицы по плоскому тору = ж, у mod 2тг в постоянном магнитном поле. Уравнения движения i — ау = О, у - -.ax = О (а = onst) гамильтоновы. Они имеют два линейных по скорости интеграла, х — ау и у- - ах, которые являются многозначными функциями в фазовом пространстве х [c.82]

Равномерная прецессия заряженного тела, находящегося в магнитном поле, постоянно встречается в атомной физике. Обычно она известна как прецессия Лармора. Следует заметить, что мы не требовали, чтобы рассматриваемое тело было твердым, так как уравнение (1.24) справедливо для тела любой природы, а интеграл (5.75) является кинетическим моментом относительно какой-либо точки произвольной системы, центр масс которой находится в покое. Поэтому вектор кинетического момента любой системы заряженных частиц, находящихся в однородном магнитном поле, будет прецессиррвать согласно формуле (5.78). Единственным существенным требованием здесь является то, что все эти частицы должны иметь одинаковое отнощение заряда к массе ). [c.201]

Исходя из уравнения (6.40), покажите, что скорость заряженной частицы, движущейся в постоянно.м магнитном поле, остается неизменной. Покажите также, что траекторией заряженной частицы, движущейся в однородном магнитном поле, является винтовая линия. Докажите, что радиус кривизны ее р будет для данной частицы обратно пропорционален напря- [c.238]

Любое аксиально-симметричное поле, порожденное катушками с током, содержащими или несодержащими ферромагнитные материалы, либо постоянными магнитами, является магнитной линзой (см. разд. 4.4 и 4.7). Как известно, характерной особенностью магнитных линз является то, что их оптические свойства зависят от отношения заряд — масса. Постоянные магнитные поля не могут ускорять заряженные частицы, поэтому в отсутствие электростатических полей магнитные линзы оставляют энергию частиц неизменной. [c.474]

Силы и моменты, действующие на твердую частицу, обусловлены результирующим зарядом, эпектрическим диполем (постоянным или наведенным диполем в зависимости от материала) в электрическом поле, возникающим благодаря заряженным частицам и внешнему полю, и магнитным диполем в магнитном поле. Пренебрегая влиянием магнитных диполей, определим силу действующую на твердую частицу [c.480]

Циклотрон. В этом ускорителе заряженные частицы — протоны, ядра атомов гелия — разгоняются переменным электрическим полем постоянной частоты в вакууме в зазоре между двумя металлическими электродами — дуантами. Дуанты находятся между полюсами постоянного электромагнита (рис. 188, а). Под действием магнитного поля внутри дуантов заряженные частицы движутся по окружности. К моменту времени, когда они совершают половину оборота и подходят к зазору между дуантами, направление вектора напряженности электрического поля между дуантами изменяется на противоположное и част1щы [c.181]

Источником магнитного поля может быть петля с током, со леноид или постоянный магнит. Магнитная сила Рмаг направлена по нормали к плоскости, образованной векторами v и В. Ниже в этой главе мы покажем, что заряженная частица, движущаяся только в магнитном поле, будет описывать окружность (или, в более общем случае, спираль) вокруг оси, образуемой направлением магнитного поля. Проделав лабораторный опыт, легко можно убедиться, что магнитное поле, направленное перпендикулярно к движению электронного пучка в трубке осциллографа, отклонит этот пучок в направлении, перпендикулярном как к V, так и к В. Магнитная сила, соленоиды и магниты подробно разбираются в т. II. [c.117]

Если в рассматриваемой области токи отсутствуют, то статические поля описываются скалярным потенциалом, и тогда еобходимо решать уравнение Пуассона (1.18) или уравнение Лапласа (1.23) с потенциалами, заданными на поверхностях электродов, полюсных наконечников, либо постоянных магнитов (граничная задача Дирихле). Если пренебречь влиянием токов, создающих магнитные поля, электрическими и магнитными полями, создаваемыми самими пучками заряженных частиц (см. гл. 12), считать проницаемость магнитного материала бесконечно большой, а эффекты насыщения пренебрежимо малыми, то в принципе нет различия между электростатическими и магнитными полями, так как распределение скалярных потенциалов в обоих случаях определяется уравнением Лапласа и граничными условиями. Большинство методов, представленных в этой главе, пригодны для определения таких потенциальных полей. [c.64]

При разрыве электрических цепей, обладающих индуктивностью, вследствие явления самоиндукции между контактами возникает электрическая дуга, приводящая к тепловому разрущению контактов. Для возможно быстрого гащения дуги в контакторах постоянного тока использован принцип магнитного дутья. Основан он на том, что электрически заряженные частицы дуги втягиваются сильным магнитным полем, дуга растягивается и гаснет. Дугогасящее магнитное поле в контакторе образуется за счет протекания главного тока через дугогасительную катущку 13. [c.134]

Естественно возникает вопрос, каково происхождение магнетизма, Ответ на этот вопрос зависит от того, как далеко мы углубляемся в физику магнетизма. Стандартный ответ гласит, что магнетизм происходит от магнитного момента вращательного движения заряженных частиц и что электроны — элементарные частицы с наибольшим вкладом в магнетизм. Кроме обычного орбитального движения вокруг некоторого центра электрон имеет внутренний момент импульса, называемый спином. Последнее является чисто квантовомеханическим свойством. Квантовая механика необходима для микроскопической формулировки магнетизма по существу дела. Это видно хотя бы из того факта, что само существование устойчивых микротоков в рамках чисто классической механики невозможно см. знаменитую теорему Ван Лёвена в книге [Van Vle k, 1932]. Другими словами, магнетизм неотделим от квантовой механики чисто классическая система в тепловом равновесии не может иметь магнитного момента даже в магнитном поле если постоянную Планка устремить к нулю, то магнетизм пропадает во всей Вселенной [c.38]

Первым историческим доказательством связи между оптикой и электромагнетизмом стал открытый в 1846 г. Фарадеем эффект магнитооптического вращения (рис. 12.23, а). При помещении оптически неактивного вещества, например обыкновенного стекла, в продольное магтпиное поле плоскость поляризации поворачивается на угол ф = УВ(1, где V — постоянная Верде, зависящая от свойств вещества и длины волны. Эффект Фарадея обусловлен тем, что для заряженных частиц одного знака в магнитном поле имеется определенное направление вращения под действием силы Лоренца, поэтому условия распространения для право- и левоциркулярных волн оказываются различными. В отличие от естественной оптической активности, при эффекте Фарадея реверсирование направления луча приводит к удвоению угла поворота ф, что позволяет конструировать оптические вентили (рис. 12.23, б). [c.210]

Рассмотрим задачу об излучении электронов, движущихся в постоянном и однородном магнитном поле по Крутовой орбите. Полученные результаты, однако, будут справедливы в более широком классе движений частиц и. конфигураций внешних полей. Всеми свойства-1АИ синхротронного излучения будет обладать излучение ультрарелятивистских заряженных частиц, движущихся по криволинейной плоской траектории, если излучение формируется на локальном участке траектории, т. е. если мгновенный радиус кривизны удовлетворяет сильному неравенству [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...