Driftul de particule încărcate - enciclopedia fizică
Drift de particule încărcate - o mișcare relativ lentă a direcțională încărcat. particule sub acțiunea în dec. motive, să impună pe DOS lor. Mișcarea (regulate sau haotic). Ex. Electrice. curent în k - l. mediu (metale, gaze, semiconductori. electroliți) are loc sub acțiunea electrică. câmp, și în general, suprapus pe mișcarea particulelor termică (haotic). mișcare termică nu formează macroscopică. flux, chiar dacă viteza v medie a mișcării este mult mai Vd în derivă. Raportul Vd / v caracterizează gradul de mișcare direcțională încărcat. particule și depinde de tipul de mediu, un fel de particule încărcate și intensitatea factorilor care determina abateri. D. h. h. se poate produce la distribuirea neuniformă a concentrației particulelor încărcate (difuziune), cu o distribuție inegală a vitezelor particulelor încărcate (difuzie termică).
Driftul particulelor încărcate în plasmă. Pentru plasmă. de obicei, în interiorul magnet. caracteristic domeniul AD. h în magnetic și a trecut -. l. altele (electrice. gravitaționale) câmpuri. Încărcat. particule în magnetic uniform. câmp în absența altora. forțe el descrie r. n. Larmor cerc cu raza RL = v / wh = cmv / Zeh. Aici H - intensitatea mag. câmp, e, t și v - taxa. masa și viteza particulei, wh = Zeh / mc - Larmor (ciclotron) frecvență. Magnus. câmpul este considerat, practic, uniform, dacă se schimbă puțin la o distanță de rH. Dacă există o - l. ext. Forța F (electrice. Atracției. Gradient) pentru a derula rapid rotație Larmor este aplicată într-o poziție de buna schimbare de orbită. rată în direcția perpendiculară pe magnet. câmp, iar forța care acționează. Rata de derivă
T. Pentru a. La numitor este taxa de particule, în cazul în care aceeași forță F acționează asupra ionilor și electronii, ei vor deriva sub acțiunea acestei forțe în direcții opuse (derivă de curent). Drift curente efectuate de particule dintr-o anumită specie: În funcție de tipul de forțe distinge mai multe. tipuri de AD. h. electric. polarizare. Gravity. gradientului. derivei electric numit. D. h. h. într-un electric constant omogen. câmp E, numărul perpendicular pe magnet. câmp (traversat electric. și câmpul mag.). Electrice. câmp care acționează în planul Larmor accelerează mișcarea particulelor la jumătate rotație Larmor când
Fig. 1. Driftul particule încărcate în câmpurile electrice și magnetice încrucișate. Câmpul magnetic este îndreptat spre observator. se mișcă în direcția câmpului, și astfel încetinește în caz contrar, în aceeași măsură. Ca urmare, de-a lungul bitul E nu este deplasată, dar într-o direcție perpendiculară E apare VDE diferența de viteză t. K. O componentă de viteză în direcția (în Fig. 1 mișcarea descendentă) este mai mare decât componenta de viteză a mișcării în direcția opusă (mișcarea în sus). Datorită diferitelor raze rH la robinet. porțiuni ale orbitei căii de particule nu este închisă în direcția perpendiculară pe E și H, t. e. în loc direcția driftului. În cazul electrice. derivă F = zee. deci = c [VDE E H] / H 2. r. e. Viteza electrica. derivei nu depinde de semnul și magnitudinea taxei sau masa particulelor, și este aceeași pentru ioni și electroni în mărime și direcție. Astfel. Electrice. D. h. h. în magnet. câmp duce la trecerea peste plasma nu este pornit și curenții de drift. Cu toate acestea, cum ar fi forțele de gravitație. forța centrifugă, absența la- de magneziu. domenii acționează în mod identic pe toate particulele, indiferent de sarcina lor, în magnet. câmp nu determină devierea plasmei în ansamblu, ci, cauzand electronii și ionii să se deplaseze în afară, dau naștere la curenți de derivă. În cazul în care particulele sunt sub accelerație constantă sau variază lent, mișcarea lor este ca și în cazul în care a acționat forța de inerție. La schimbarea electrice. Timpul câmp care acționează asupra particulelor de o forță de inerție asociată cu schimbarea (accelerare) electrice. FE = derivă tvdE = n [H] / H 2. Utilizând (1), obținem o expresie pentru viteza acestei drift, numită polarizare, Vdr E = mc 2 / Zeh 2. Direcția polarizare. D. h. h. coincide cu direcția electrică. câmp. viteza de polarizare. derivă depinde de semnul taxei, și care duce la polarizare în derivă. Actuala gravitate traversat. și magneziu. derivă câmp gravitațional are loc la o rată de VDG = mc [gH] / Zeh 2. în care g - accelerația gravitațională. T. Pentru. VDG depinde de masa și placa de încărcare, apar curenții de drift care conduc la taxa de separare în plasmă. Ca rezultat al gravitației. mișcare derivă de instabilitate apar. Într-un magnet neomogen. câmp pot să apară două tipuri de AD. H. În funcție de direcția de eterogenitate: lungimea și lățimea câmpului. eterogenitate laterală a magneziului. campuri consta in linii de condensare și forță rarefiere (Fig. 2) determină raza orbitei în regiune ridicată câmp devine mai mică decât în regiunea slab. Acest lucru este echivalent cu ceea ce ar fi expulzarea din centrul cercului Larmor peste liniile de câmp în direcția de scădere a intensității câmpului FRR. proporțională cu magnetul gradientului. câmp (adică. n. un gradient de AD. h.). Dacă particula se rotește la circumferința Larmor privit ca „magnet“ moment magnetic
Fig. 2. gradientului derivă. Câmpul magnetic crește în sus. Drift curent este direcționat spre stânga.
Driftul de gradient de viteză
Atunci când o particulă se mișcă cu o viteză v || de-a lungul liniei curbe de forță (fig. 3), cu o rază de curbură R
există în derivă, își are originea forța centrifugă de inerție mv 2 || / R (adică. N. derivei centrifugal). viteză
gradient de viteză și centrifugal D. h. h. au direcții opuse pentru ionii și electronii, t. e. există curenți de drift. Trebuie subliniat faptul că troienele subiectul este centre ale cercului Larmor (un pic diferit de deplasarea particulelor în sine), datorită forțelor de compensare exact perpendicular pe magnet. câmp. Pentru un sistem de particule (plasmă) această diferență în mod substanțial. Ex. în cazul în care particulele de densitate și rata-pa nu depind de coordonate, fluxul de particule în plasmă nu (în deplină concordanță cu faptul că magnetul. câmp nu afectează distribuția maxwelliana), dar centrele fluxului este, dacă un magnet. câmp nu este uniform (gradient și curenții de drift centrifugale).
Fig. 4. Driftul și polarizarea plasmei într-o capcană toroidal. Abaterea în magnet neomogene. câmp împiedică consemnului de plasmă într-un magnet toroidal. prins în capcană. Gradient și troiene centrifugale din Torul este localizat pe orizontală pentru a provoca curenții derivei verticali, încărcați separarea și polarizarea plasmei (Fig. 4). Zlektrich are loc. câmp determină plasma are toată mișcare pe peretele exterior al torus (t. n. derivei toroidal). Lit: Frank Kamenetskiy DA Plasma - a patra stare a materiei, ed. A 2. M. 1963 Braginskiy S. I. Fenomene de transport în plasmă, în coll. Review-uri de fizica plasmei in. 1, M. 1063: Despre Raevskiy V. N. plasma pe Pământ și în spațiu, [2 ed.], K. 1980. SS Moiseev.