Движение электрически заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

В этой книге круг рассматриваемых вопросов значительно расширен по сравнению с тем, которым обычно ограничиваются в механике прежде всего, в книгу включены вопросы о движении электрически заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, т. е. под действием силы Лорентца. Сделано это по следующим соображениям. [c.7]

Помимо движений электрически заряженных частиц в электрическом и магнитном полях в настоящую книгу включены многие вопросы механики, которые возникают в других разделах физики и в механике обычно не рассматриваются. Изложение этих вопросов в физических основах механики целесообразно потому, что здесь они могут быть систематически изложены в связи с основным излагаемым материалом в других же разделах физики эти вопросы возникают изолированно и поэтому требуют возвращения к физическим основам механики, отвлекая от изложения существа дела. [c.9]

ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ [c.206]

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]

Движение электрически заряженных частиц в магнитном поле также уже рассматривалось выше, когда речь шла об экспериментальной проверке второго закона Ньютона ( 23 и 24). Теперь, пользуясь [c.212]

Электрическим током называется явление движения заряженных частиц, а также явление изменения электрического поля во времени, сопровождаемые магнитным полем. В зависимости от свойств проводящих сред различают ток проводимости — движение свободных зарядов в проводниках ток переноса — движение заряженных частиц и тел в среде, не обладающей электропроводностью, и в пустоте ток поляризации — движение связанных заряженных частиц в диэлектрике при изменении его поляризации ток смещения в пусто-т е обусловлен изменением во времени электрического поля ток смещения — совокупность тока смещения в пустоте и тока поляризации. Направление электрического тока принято считать совпадающим с направлением движения положительных зарядов. [c.288]

В гл. 2 рассмотрены уравнения движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, а также траекторные [c.9]

Далее мы рассмотрим движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях. [c.22]

Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях [c.27]

Мы рассмотрели основные законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Сначала мы определили лагранжиан частиц (уравнение (2.15)). Закон сохранения энергии позволил представить скорость частицы в виде функции потенциала (уравнение (2.31)). Затем были получены релятивистские уравнения движения (2.50) — (2.52) в обобщенной ортогональной криволинейной системе координат. Были рассмотрены частные случаи уравнений движения в декартовой (уравнения (2.53) — (2.55) и цилиндрической (2.60)—(2.62) системах координат. Уравнения движения были затем преобразованы в траекторные уравнения (2.76) —(2.77), (2.80), (2.81) и (2.84) — (2.85) соответственно. Мы ввели релятивистский потенциал (уравнение (2.89)) и показали, что он позволяет использовать нерелятивистские уравнения в магнитных полях даже в случае высоких энергий частиц. Затем был введен электронно-оптический показатель преломления (соотношение (2.92)) и установлены аналогии между геометрической оптикой, с одной стороны, и электронной и ионной оптикой, — с другой. Были определены траектории частиц в однородных электростатическом и магнитном полях посредством точного решения траекторных уравнений. В качестве практических примеров рассмотрены плоские конденсаторы, длинные магнитные линзы, электростатические и магнитные отклоняющие системы, простые анализаторы масс и скоростей. Наконец, были приведены законы подобия электронной и ионной оптики (соотношения (2.183) — (2.188) и (2.190)). [c.63]

Движение заряженных частиц в плазме и, в частности, плотность частиц в различных участках пространства определяются силами, действующими на эти частицы, т. е. электрическими или магнитными полями в плазме. Сами эти поля, согласно уравнениям Максвелла, определяются распределением плотности заряда. Поэтому электрические и магнитные поля в плазме являются самосогласованными полями. Иногда их можно рассматривать как заданные величины (например, в 3.1). Однако так заведомо нельзя поступать, напрнмер, при рассмотрении собственных колебаний плазмы, сопровождающихся возникновением колеблющихся электрических полей (см. 3.3). [c.45]

Точные значения масс атомных ядер (в том числе протона) определяются с помощью масс-спектрометров — приборов, в которых используются фокусирующие свойства электрического и магнитного полей по отношению к движению заряженных частиц. Точное значение массы нейтрона получено из рассмотрения ядер-ных реакций, протекающих с участием нейтронов. [c.99]

Сообщить электрически заряженным частицам большие скорости можно только с помощью электрического поля. Магнитное поле, как уже отмечалось, не изменяет величины скорости, так как сила, действующая со стороны этого поля, всегда нормальна к скорости частицы и поэтому изменяет лишь направление скорости. Если в ускорителях частиц применяется только электрическое поле, то движение частиц происходит по прямолинейным траекториям, вдоль которых на частицы действует ускоряющее электрическое поле. Применяя также и магнитное поле, можно заставить ускоряемые частицы двигаться по круговым (или близким к круговым) траекториям. Но по-прежнему для ускорения частиц необходимо применять электрическое поле, которое в этом случае должно действовать вдоль круговой траектории или отдельных ее участков. В соответствии с этим ускорители, в которых применяется только электрическое поле, называют линейными, а в которых применяется также и магнитное поле — циклическими. [c.209]

Для этого требуется рассмотреть случай различной ориенти- ровки этих компонент по отношению к направлению скорости v движения заряженных частиц. Положим, что частицы с зарядом -f e движутся в положительном направлении оси X, а электрическое и магнитное поля направлены соответственно по г/ и 2 (рис. 114). Магнитное поле создает при этом силу, направленную по оси у, причем силы еЕу и у [о//г1 направлены в противоположные стороны, и следовательно, чтобы выполнялось соотношение (9.3), должно быть [c.230]

При температурах, необходимых для термоядерного синтеза (миллионы-градусов), газ не является газом в обычном смысле этого слова. Он представляет собой полностью ионизированную плазму. Молекулярные связи разрушены, все электроны удалены из атома, а полученная в результате плазма может менять форму под действием электрического и магнитного полей. Ускорения плазмы, изменения в направлении или скорости вызовут излучение— ультрафиолетовое пли рентгеновское, Движение самой плазмы создает магнитные поля, как бывает при движении любой заряженной частицы, которые могут взаимодействовать с плазмой и вызывать часто нежелательные явления. [c.204]

Если обычный сверхпроводник I рода поместить в магнитное поле при высокой температуре, силовые линии поля проникают внутрь проводника, как показано на рис. 9.7, а. Как только температура опускается ниже критического значения для данного проводника, магнитное поле полностью вытесняются из сверхпроводника, как показано на рис. 9.7,6. При этом металл становится как бы полностью диамагнитным и движение всех электрически заряженных частиц ориентировано таким образом, что в металле создается внутреннее по- [c.233]

ИЗЛУЧЕНИЕ электромагнитное [—процесс испускания электромагнитных волн, а также само переменное электромагнитное поле этих волн Вавилова — Черенкова возникает в веществе под действием гамма-излучения и проявляется Б свечении, связанном с движением свободных электронов видимое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе при длине волн излучения от 770 до 380 нм вынужденное образуется в результате взаимодействия атомов вещества с полем при условии отдачи энергии атомов полю гамма-излучение — испускание волн возбужденных атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также при распаде частиц, аннигиляции пар частица — античастица и других процессах (при длине волн в вакууме менее 0,1 нм) инфракрасное испускается нагретыми телами при длине волн в вакууме от 1 мм до 770 нм (1 нм=10 м) оптическое (свет) характеризуется длиной волны в вакууме от 10 нм до 1 мм рентгеновское возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн в вакууме от 10—100 нм до 0,01—1 пм ультрафиолетовое является оптическим с длиной волны в вакууме от 380 до 10 нм] ИНДУКТИВНОСТЬ [характеризует магнитные свойства электрической цепи с помощью коэффициента пропорциональности между силой электрического тока, текущего в контуре, и полным магнитным потоком, пронизывающим этот контур взаимная является характеристикой магнитной связи электрических цепей, определяемой для двух контуров коэффициентом пропорциональности между силой тока в одном контуре и создаваемым этим током магнитным потоком, пронизывающим другой контур] ИНДУКЦИЯ магнитная—силовая характеристика магнитного поля, определяемая векторной величиной, модуль которой равен отношению модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на малый элемент проводника с электрическим током, к произведению силы тока на длину проводника, расположенного перпендикулярно вектору магнитной индукции [c.240]

Движение заряженной частицы в однородных электрическом и магнитном полях, Б каждой точке которых векторы Е ц В совпадают по направлению. [c.80]

Движение со скоростью, сравнимой со скоростью света, в физике впервые встретилось при исследовании потока заряженных частиц (электронов), испускаемых радиоактивным веществом. Зная законы действия электрического и магнитного полей на движущийся заряд, можно определить величину скорости и массу электронов. [c.529]

При рассмотрении в рамках механики движений электрически заряженных частиц в электрических и магнитных полях мы, как уже указывалось, вынуждены пренебрегать эффектом излучения электромагнитной энергии этими частицами и теми тормозящими силами, которые при этом действуют со стороны излучаемого поля на частицы. (Что эти силы должны тормозить движение частиц, ясно из энергетических соображений на создание энергии излучения затрачивается часть работы сил ускоряющего поля, т. е. часть работы этих сил идет на преодоление сил, действующих со стороны излучаемого поля.) В ускорителях больших энергий потери энергии на алектрбмагнитное излучение могут играть существенную роль и положить предел [c.222]

Книга, предлагаемая вниманию советского читателя, написана профессором Аризонского университета Миклошем Силадьи и представляет собой один из трех томов серии Микроприборы. Физика и технология изготовления , выпускаемой издательством Плинум Пресс , США. Она посвящена важному направлению физической электроники — электронной и ионной оптике, основу которой составляют процессы формирования и движения пучковых заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Автор является одним из ведущих в мире специалистов в этой области. Особенно большой известностью пользуются его научные труды по разработке методов автоматизированного проектирования, синтеза и оптимизации фокусирующих устройств электронной и ионной оптики. [c.5]

Мы особое внимание уделили движению заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Этот раздел богат несложными и в то же время очень важными приложениями и непосредственно связан с теми экспериментами, которые в свое время были осуществлены в Берклеевской физической лаборатории. [c.11]

Область применения КЭД — расчет электронных оболочек атомов, спектров излучения и поглощения света атомами, рассеяние рентгеновского излучения, движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, рассеяние электрона на электроне или позитроне и т. д. Выдающимся успехом квантовой электродинамики является объяснение отклонения магнитного момента электрона от предсказьлваемых классической электродинамикой значений. [c.179]

В книге, наряду с обычно рассматриваемыми вопросами механики, особое внимание уделено движению заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Это позволяет не только расширить круг физических явлений, которые привлекаются для иллюстрации задач механики, но также позволяет органически ввести в механику изложение основ специальной теории относительности. Такое построение кииги является педагогически целесообразным новшеством. По срав-непию с первым изданием, вышедшим в 1962 г., в книгу внесены отдельные уточнения и небольшие дополнения. [c.2]

Электромагнитные методы основаны на явлении ядерного магнитного резонанса (ЯМР) или на изучении траектории движения заряженных частиц в электрическом поле. Наряду с концентрацией компонента в потоке методы ЯМР позволяют определять и скорость, а следовательно, определять как истинную, так и расходную концентрацию компонента (фазы) в потоке. Так как чувствительность метода зависит от степени поляризации молекул, то наилучшие результаты получают при изучении веществ, молекулы которых являются ярковыраженными диполями. [c.242]

ОПТИКА [ асферическая содержит элементы, поверхности которых, не имеют сферической формы просветленная обладает уменьшенными коэффициентами отражения света у отдельных ее элементов путем нанесения на них специальных покрытий) как оптическая система (волновая изучает явления, в которых проявляется волновая природа света волоконная рассматривает передачу света и изображений по световодам и пучкам гибких оптических волокон геометрическая изучает законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световых лучах интегральная изучает методы создания и объединения оптических и оптоэлектронных элементов, предназначенных для управления световыми потоками квантовая изучает явления, в которых при взаимодействии света и вещества существенны квантовые свойства света и атомов вещества когерентная изучает методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими нелинейная изучает распространение мощных световых пучков в оптически нелинейных средах (твердые тела, жидкости, газы) и их взаимодействие с веществом силовая изучает воздействие на твердые тела интенсивного светового излучения, в результате которого может нарушаться механическая цельность этих тел статистическая изучает статистические свойства световых полей и особенности их взаимодействия с веществом тонких слоев изучает прохождение света через прозрачные слои вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны физическая изучает природу света и световых явлений) как раздел оптики электронная занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков электронов и получения с их помощью изображений под воздействием электрических и магнитных полей корпускулярная изучает законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях нейтронная изучае взаимодейс вие медленных нейтронов со средой) как раздел физики] [c.255]

Плазма вследствие наличия в ней электрически заряженных частиц является электропроводной, и при действии электрических полей в плазме возникают электрические токи. Чем вьше степень ионизации, тем вьше электропроводность плазмы. Токи в ней отклоняются под действием магнитных полей. Ускорения, сообщаемые заряженным частщам действием электрических и магнитных полей путем соударения передаются нейтральным частицам газа, и весь объем плазмы получает направленное движение, образуя струю, поток или факел горячего газа. [c.115]

Эта глава посвящена трем вопросам динамике материальной точки, основы которой изучались в курсе физики средней школы, применению элементов математического анализа к физике и применению начал векторного исчисления, изложенных в гл. 2. Мы составим и решим уравнения движения для некоторых простых случаев, имеющих отношение к теории лабораторных работ по физике. Эти уравнения I описывают движение заряженных частиц в Vi-(vi f однородных электрических и магнитных I полях, т. е. явления, нашедшие исключи-/ тельно широкое применение в экспериментах I тальной физике. Глава заканчивается по----- дробным анализом различных преобразований от одной системы отсчета к другой. [c.112]

Рассмотрим конкретный пример того, как можно изменить описание процесса посредством изменения системы отсчета. В общем виде движение заряженной частицы во взаимло перпендикулярных электрическом и магнитном полях определяется уравнением (77) [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...