การเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตัดขวาง ที่สาม

ดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุค่อนข้างช้าภายใต้อิทธิพล เหตุผลต่างๆซ้อนทับกับการเคลื่อนไหวหลัก ตัวอย่างเช่น เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านก๊าซไอออไนซ์ อิเล็กตรอน นอกเหนือจากความเร็วของการสุ่มของพวกมัน การเคลื่อนไหวด้วยความร้อนได้รับความเร็วเล็กน้อยที่พุ่งไปตาม สนามไฟฟ้า- ในกรณีนี้เราพูดถึงปัจจุบัน ความเร็วดริฟท์- ตัวอย่างที่สองคือ D.z. รวมถึงในสนามตัดขวาง เมื่ออนุภาคถูกกระทำโดยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตั้งฉากซึ่งกันและกัน ความเร็วของการดริฟท์นั้นมีค่าเท่ากับตัวเลข ซีอี/เอช, ที่ไหน กับ- ความเร็วแสง อี- ความแรงของสนามไฟฟ้าเข้า ระบบ GHS ของหน่วยต่างๆ , เอ็น- ความเครียด สนามแม่เหล็กวี เออร์สเตดาค - ความเร็วนี้ตั้งฉากกับ อีและ เอ็นและซ้อนทับกับความเร็วความร้อนของอนุภาค

แอล.เอ. อาร์ติโมวิช.

สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ M.: " สารานุกรมโซเวียต", 1969-1978

อ่านเพิ่มเติมใน TSB:

ล่องลอยน้ำแข็ง
ธารน้ำแข็งในทะเล การเคลื่อนที่ของน้ำแข็งที่เกิดจากลมและกระแสน้ำ ข้อสังเกตมากมายของ D. l. ในภาคเหนือ มหาสมุทรอาร์กติกแสดงว่าความเร็วของมันขึ้นอยู่กับความเร็วลม และ...

ดริฟท์ระดับศูนย์
ดริฟท์ ระดับศูนย์ในแบบอะนาล็อก คอมพิวเตอร์การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างช้าๆ ซึ่งถือเป็นศูนย์ที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์แตกหักในกรณีที่ไม่มีสัญญาณอินพุต ดี.เอ็น. คุณ รสบัส...

ดริฟท์ทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์แบบดริฟท์ ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ที่การเคลื่อนที่ของตัวพาประจุมีสาเหตุหลักมาจากสนามดริฟท์ ฟิลด์นี้ถูกสร้างขึ้นโดยการกระจายสิ่งสกปรกที่ไม่สม่ำเสมอในบริเวณฐาน...

การเคลื่อนตัวของอนุภาคที่มีประจุ

การเคลื่อนตัวของอนุภาคที่มีประจุ

ในพลาสมา ประจุมีทิศทางค่อนข้างช้า ch-ts (el-nov และไอออน) ภายใต้อิทธิพลของการสลายตัว เหตุผลที่ซ้อนทับบนหลัก (สม่ำเสมอหรือไม่เป็นระเบียบ) ตัวอย่างเช่นพื้นฐาน การเคลื่อนไหวของการชาร์จ h-tsy ในแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกัน ในกรณีที่ไม่มีการชน - การหมุนด้วยความถี่ไซโคลตรอน การมีอยู่ของสาขาอื่นๆ บิดเบือนการเคลื่อนไหวนี้ ดังนั้นข้อต่อไฟฟ้า และแม็ก ฟิลด์นำไปสู่สิ่งที่เรียกว่า ไฟฟ้า D.z. ชั่วโมงในทิศทางตั้งฉากกับ E และ H โดยมีความเร็วไม่ขึ้นอยู่กับมวลและประจุของอนุภาค

การหมุนแบบไซโคลตรอนที่เรียกว่าสามารถซ้อนทับได้ การไล่ระดับสีดริฟท์ที่เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของแม่เหล็ก สนามและตั้งฉากกับ H และ DH (DH คือความลาดชันของสนาม)

ดี.ซี. h. ซึ่งมีการกระจายไม่เท่ากันในสิ่งแวดล้อม สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเคลื่อนตัวของความร้อนในทิศทางที่ความเข้มข้นลดลงมากที่สุด (ดูการแพร่กระจาย) ด้วยความเร็ว vD = -Dgradn/n โดยที่ gradn คือความไล่ระดับความเข้มข้นของประจุ n h-ts; D - สัมประสิทธิ์ การแพร่กระจาย

ในกรณีที่มีหลาย ปัจจัยที่ทำให้เกิด D.z. ซ. เช่น ไฟฟ้า การไล่ระดับของสนามและความเข้มข้น ความเร็วดริฟท์ที่เกิดจากสนามแยกกัน ค่า vE และ vD รวมกัน

ทางกายภาพ พจนานุกรมสารานุกรม- - ม.: สารานุกรมโซเวียต. บรรณาธิการบริหารอ.เอ็ม. โปรโครอฟ. 1983 .

การเคลื่อนตัวของอนุภาคที่มีประจุ

- ทิศทางการเคลื่อนที่ของเครื่องชาร์จค่อนข้างช้า อนุภาคภายใต้อิทธิพลของการสลายตัว เหตุผลที่ซ้อนทับบนพื้นฐานของพวกเขา การเคลื่อนไหว (ปกติหรือไม่เป็นระเบียบ) เช่น ไฟฟ้า ในก.-ล. สภาพแวดล้อม (โลหะ ก๊าซ เซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กโทรไลต์) เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงไฟฟ้า และมักจะซ้อนทับกับการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน (สุ่ม) ของอนุภาค การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนไม่ก่อให้เกิดการมองเห็นด้วยตาเปล่า ไหลถึงแม้ว่าจะเฉลี่ยก็ตาม โวลต์การเคลื่อนไหวนี้ยิ่งใหญ่กว่าความเร็วดริฟท์มาก โวลต์ง. ทัศนคติ โวลต์ง /vแสดงลักษณะระดับทิศทางของการเคลื่อนที่ของประจุ อนุภาคและขึ้นอยู่กับชนิดของตัวกลาง ชนิดของอนุภาคที่มีประจุ และความเข้มของปัจจัยที่ทำให้เกิดการดริฟท์ ดี.ซี. ชั่วโมงยังสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อความเข้มข้นของอนุภาคที่มีประจุมีการกระจายไม่สม่ำเสมอ ( การแพร่กระจาย)ด้วยการกระจายความเร็วของอนุภาคที่มีประจุไม่สม่ำเสมอ ( การแพร่กระจายความร้อน)
การดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุในพลาสมาสำหรับพลาสมามักพบในสนามแม่เหล็ก สนามลักษณะ D. z. h. ในแม่เหล็กข้ามและ k.-l สนามอื่นๆ (ไฟฟ้า, แรงโน้มถ่วง) ค่าใช้จ่าย อนุภาคที่อยู่ในสนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกัน สนามในกรณีที่ไม่มีกองกำลังอื่นอธิบายสิ่งที่เรียกว่า วงกลมลาร์มอร์ที่มีรัศมี อาร์ เอ็น=วี/ว ชม=ซีเอ็มวี/ZeH.ที่นี่ ยังไม่มี -ความตึงเครียดแม่เหล็ก ทุ่งนา, จ, ตและ วี-ประจุ และความเร็วของอนุภาค w H =ZeH/mc -ความถี่ลาร์มอร์ (ไซโคลตรอน) แม็ก สนามจะถือว่ามีความสม่ำเสมอในทางปฏิบัติหากมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามระยะทางของลำดับ อาร์ เอช .หากมีอยู่ ต่อ ความแข็งแกร่ง เอฟ(ความโน้มถ่วงไฟฟ้า การไล่ระดับสี) การเปลี่ยนแปลงวงโคจรอย่างราบรื่นจากสถานะคงที่จะถูกซ้อนทับบนการหมุนเร็วของ Larmor ความเร็วในทิศทางตั้งฉากกับแม่เหล็ก สนามและกำลังรักษาการ ความเร็วดริฟท์

เนื่องจากตัวส่วนของนิพจน์มีประจุของอนุภาค ดังนั้น ถ้า เอฟทำหน้าที่เท่ากันกับไอออนและอิเล็กตรอน พวกมันจะลอยไปภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ในทิศทางตรงกันข้าม (กระแสดริฟท์) กระแสดริฟท์ที่ถูกพาโดยอนุภาคประเภทที่กำหนด: มีหลายแรงที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับประเภทของแรง ประเภทของ D.z. รวมไปถึง: ไฟฟ้า, โพลาไรซ์, แรงโน้มถ่วง, การไล่ระดับสี ดริฟท์ไฟฟ้าเรียกว่า ดี.ซี. ชั่วโมงในไฟฟ้าคงที่ที่เป็นเนื้อเดียวกัน ฟิลด์อี , ตั้งฉากกับแม่เหล็ก สนาม (สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กข้าม) ไฟฟ้า สนามที่กระทำในระนาบของวงกลมลาร์มอร์จะเร่งการเคลื่อนที่ของอนุภาคในช่วงครึ่งคาบการหมุนของลาร์มอร์

ข้าว. 1. การดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตัดกัน สนามแม่เหล็กพุ่งเข้าหาผู้สังเกต v dE เนื่องจากองค์ประกอบความเร็วในทิศทางเดียว (การเคลื่อนที่ลงในรูปที่ 1) มากกว่าองค์ประกอบความเร็วเมื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม (การเคลื่อนที่ขึ้น) เนื่องจากรัศมีต่างกัน อาร์ เอชที่แตกต่างกัน ในบางส่วนของวงโคจรของอนุภาค อนุภาคจะไม่ปิดในทิศทางตั้งฉากกับ E และ H กล่าวคือ การดริฟท์เกิดขึ้นในทิศทางนี้ ในกรณีไฟฟ้า ดริฟท์ เอฟ=ซีอีจากที่นี่ โวลต์ดีอี =ค/เอช 2 ,นั่นคือความเร็วของไฟฟ้า การเคลื่อนตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับเครื่องหมายและขนาดของประจุ หรือมวลของอนุภาค และเช่นเดียวกันกับไอออนและอิเล็กตรอนในด้านขนาดและทิศทาง ดังนั้นไฟฟ้า. ดี.ซี. ฮ. ในแม็ก สนามจะนำไปสู่การเคลื่อนที่ของพลาสมาทั้งหมด และไม่กระตุ้นกระแสน้ำที่ลอยไป อย่างไรก็ตาม แรงต่างๆ เช่น แรงเหวี่ยง ซึ่งในกรณีที่ไม่มีแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กทำหน้าที่อย่างเท่าเทียมกันกับอนุภาคทุกชนิด โดยไม่คำนึงถึงประจุของอนุภาคเหล่านั้น สนามไม่ได้เกิดจากการเคลื่อนตัวของพลาสมาโดยรวม แต่เกิดจากการทำให้อิเล็กตรอนและไอออนลอยเข้าไป ด้านที่แตกต่างกันทำให้เกิดกระแสน้ำไหลเชี่ยว ความเร่งแล้วการเคลื่อนไหวจะเกิดขึ้นราวกับว่าถูกกระทำ เมื่อเปลี่ยนไฟฟ้า สนามกระทำต่ออนุภาคในเวลา แรงเฉื่อยที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง (ความเร่ง) ของกระแสไฟฟ้า ดริฟท์ เอฟ อี = ทีวีดีอี = ที [ยังไม่มีข้อความ]/ยังไม่มีข้อความ 2 .การใช้ (1) เราจะได้นิพจน์สำหรับความเร็วของการดริฟท์นี้ เรียกว่าโพลาไรเซชัน โวลต์ดร. = mc 2 E/ZeH 2 .ทิศทางโพลาไรซ์ ดี.ซี. ชั่วโมงสอดคล้องกับทิศทางของกระแสไฟฟ้า สาขา ความเร็วโพลาไรเซชัน การดริฟท์ขึ้นอยู่กับสัญญาณของประจุ และสิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของโพลาไรเซชันแบบดริฟท์ ปัจจุบัน ในแรงโน้มถ่วงข้าม และแม็ก ทุ่งนาเกิดขึ้น แรงโน้มถ่วงลอยด้วยความเร็ว โวลต์ดีจี = ts/ZeH 2,ที่ไหน ก-ความเร่งของแรงโน้มถ่วง เพราะ โวลต์ dG ขึ้นอยู่กับมวลและสัญญาณของประจุ จากนั้นกระแสดริฟท์ก็เกิดขึ้น นำไปสู่การแยกประจุในพลาสมา ส่งผลให้เกิดแรงโน้มถ่วง การเคลื่อนที่แบบดริฟท์ ความไม่แน่นอนเกิดขึ้น F rр เป็นสัดส่วนกับการไล่ระดับแม่เหล็ก ฟิลด์ (เรียกว่าการไล่ระดับสี D. z. h.) หากอนุภาคหมุนอยู่บนวงกลมลาร์มอร์ก็ถือเป็น “แม่เหล็ก” ด้วย ช่วงเวลาแม่เหล็ก

ข้าว. 2. ดริฟท์ไล่ระดับ สนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นสูงขึ้น กระแสดริฟท์มุ่งไปทางซ้าย

ความเร็วดริฟท์ไล่ระดับ

เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว วี ||ตามแนวเส้นโค้ง (รูปที่ 3) โดยมีรัศมีความโค้ง ร

การดริฟท์เกิดขึ้นซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากแรงเหวี่ยงของความเฉื่อย MV 2 || /ร(เรียกว่าการดริฟท์แบบแรงเหวี่ยง) ความเร็ว

ความเร็วของการไล่ระดับสีและ DZ แรงเหวี่ยง ซ. มีทิศทางตรงกันข้ามกับไอออนและอิเล็กตรอน กล่าวคือ กระแสดริฟท์เกิดขึ้น ที่นี่มีความจำเป็นต้องเน้นว่าการเลื่อนที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั้นเป็นการกระจัดของศูนย์กลางของวงกลมลาร์มอร์อย่างแม่นยำ (ไม่แตกต่างจากการกระจัดของอนุภาคมากนัก) เนื่องจากแรงตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก สนาม. สำหรับระบบอนุภาค (พลาสมา) ความแตกต่างดังกล่าวมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นหากจังหวะของอนุภาคไม่ขึ้นอยู่กับพิกัดก็จะไม่มีการไหลของอนุภาคภายในพลาสมา (ตามข้อเท็จจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กไม่ส่งผลกระทบต่อสนามแมกซ์เวลเลียน) แต่มีการไหล ของจุดศูนย์กลางหากเป็นสนามแม่เหล็ก สนามไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (กระแสน้ำแบบไล่ระดับและแบบแรงเหวี่ยง)

ข้าว. 4. การดริฟท์ของพลาสมาในกับดักวงแหวน การกักขังพลาสมาในกับดักแม่เหล็กแบบวงแหวน การเคลื่อนตัวของเกรเดียนต์และแรงเหวี่ยงในพรูที่อยู่ในแนวนอนทำให้เกิดกระแสดริฟท์ในแนวตั้ง การแยกประจุ และโพลาไรเซชันของพลาสมา (รูปที่ 4) การเกิดไฟฟ้า สนามบังคับให้พลาสมาทั้งหมดเคลื่อนที่ไปยังผนังด้านนอกของทอรัส (ที่เรียกว่าการเคลื่อนตัวของวงแหวนวงแหวน) ความหมาย: Frank-Kamenetsky D.A., พลาสมา - สถานะที่สี่ของสสาร, 2nd ed., M., 1963: Braginsky S.I., ปรากฏการณ์ในพลาสมา, ใน: คำถามเกี่ยวกับทฤษฎีพลาสมา, v. 1, M., 1063: O Raevsky V.N., พลาสมาบนโลกและในอวกาศ, K., 1980 เอส. เอส. มอยเซฟ.

สารานุกรมกายภาพ- ใน 5 เล่ม - ม.: สารานุกรมโซเวียต. หัวหน้าบรรณาธิการ A. M. Prokhorov. 1988 .

ดูว่า "DRIFT OF CHARGED PARTICLES" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

การเคลื่อนที่ช้าๆ (เมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน) กำหนดทิศทางของอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน ไอออน ฯลฯ) ในตัวกลางภายใต้ อิทธิพลภายนอกเช่น สนามไฟฟ้า * * * การเคลื่อนตัวของอนุภาคที่มีประจุ การเคลื่อนตัวของอนุภาคที่มีประจุ ช้า (โดย ... พจนานุกรมสารานุกรม

การเคลื่อนที่ช้าๆ (เมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน) เป็นทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน ไอออน ฯลฯ) ในตัวกลางภายใต้อิทธิพลภายนอก เช่น สนามไฟฟ้า... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

การเคลื่อนตัวของอนุภาคที่มีประจุ- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไป การดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุ EN ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุค่อนข้างช้าภายใต้อิทธิพลของสาเหตุต่าง ๆ ซึ่งซ้อนทับกับการเคลื่อนไหวหลัก ตัวอย่างเช่น เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านก๊าซไอออไนซ์ อิเล็กตรอน นอกเหนือจากความเร็วของพวกมัน... ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

การเคลื่อนที่ช้าๆ (เมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน) กำหนดทิศทางของอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน ไอออน ฯลฯ) ในตัวกลางภายใต้สภาวะภายนอก อิทธิพลเช่น ไฟฟ้า ทุ่งนา... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ พจนานุกรมสารานุกรม

ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก การเคลื่อนที่ของอนุภาคในอวกาศภายใต้อิทธิพลของแรงของสนามเหล่านี้ การเคลื่อนที่ของอนุภาคพลาสมาจะได้รับการพิจารณาด้านล่าง แม้ว่าข้อกำหนดบางประการจะเป็นเรื่องทั่วไปสำหรับพลาสมาก็ตาม ของแข็ง(โลหะ สารกึ่งตัวนำ) แยกแยะ... ... สารานุกรมกายภาพ

- (ดริฟท์ดัตช์) 1) การเบี่ยงเบนของเรือจาก เส้นทางตรง- 2) มุมระหว่างทิศทางการเคลื่อนที่กับกึ่งกลางของเรือ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของเรือ 3) ตำแหน่งของเรือใต้ใบเรือให้อยู่ในตำแหน่งที่เอียงเล็กน้อย... ... พจนานุกรม คำต่างประเทศภาษารัสเซีย

ก๊าซไอออไนซ์บางส่วนหรือทั้งหมดซึ่งมีความหนาแน่น และปฏิเสธ ค่าใช้จ่ายเกือบจะเหมือนกัน เมื่อถูกความร้อนอย่างแรง น้ำใดๆ จะระเหยกลายเป็นก๊าซ หากเพิ่มอุณหภูมิอีก กระบวนการทางความร้อนจะรุนแรงขึ้นอย่างรวดเร็ว... ... สารานุกรมกายภาพ

การกำหนดค่าแม่เหล็ก สาขาที่มีความสามารถ เวลานานระงับค่าใช้จ่าย อนุภาคหรือพลาสมาในปริมาณจำกัด เป็นธรรมชาติ ม.ล. ตัวอย่างเช่น เป็นแม่เหล็ก สนามโลกจับพลาสมา ลมสุริยะและถือไว้ในรูปของรังสี ชั้นของโลก...... สารานุกรมกายภาพ

กระบวนการในพลาสมาเป็นกระบวนการที่ไม่สมดุลซึ่งนำไปสู่การทำให้การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของพารามิเตอร์พลาสมาสมดุล ได้แก่ ความเข้มข้น ความเร็วมวลเฉลี่ย และอุณหภูมิบางส่วนของอิเล็กตรอนและอนุภาคหนัก ต่างจาก P.p. ของอนุภาคที่เป็นกลาง... สารานุกรมกายภาพ

ขั้นแรก ลองพิจารณากรณีที่ง่ายที่สุดของการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุแต่ละตัว ด้วยการประมาณค่าที่แน่นอน การพิจารณานี้สามารถใช้ได้กับการไหลของอนุภาค เมื่อความหนาแน่นของอนุภาคมีขนาดเล็กมากจนสามารถละเลยปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับลำแสงอิเล็กตรอนหรือไอออนที่อ่อนแอในสุญญากาศ ผลกระทบของประจุในอวกาศของพวกมันเองก็สามารถถูกมองข้ามได้

การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุแต่ละตัวมีรายละเอียดดังนี้ สมการทั่วไป:

โดยที่ M j คือมวลของอนุภาค (อิเล็กตรอนหรือไอออน) Z j - หมายเลขประจุ (สำหรับอิเล็กตรอน Z e =-1);
- ความเร็วของอนุภาค แต่- ความแรงของสนามแม่เหล็ก C-ความเร็ว คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ เอฟ- ผลลัพธ์ของแรงพลังงานทั้งหมดที่กระทำต่ออนุภาค (ไฟฟ้า แรงโน้มถ่วง ฯลฯ)

อิทธิพลของสนามแม่เหล็กถูกนำมาพิจารณาเพื่อความสะดวกโดยแยกจากแรงอื่น ๆ เนื่องจากการตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่จะไม่เปลี่ยนพลังงานของอนุภาค

สมการ (6.1) สามารถแก้ไขได้เฉพาะในกรณีง่ายๆ เท่านั้น ลองดูที่บางส่วนแล้วไปยังสิ่งที่เรียกว่าการประมาณดริฟท์

4.2. การเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามไฟฟ้า E 0

ใน ในกรณีนี้เราเขียนสมการ (6.1)

(6.2)

โดยที่ q j คือประจุของอนุภาค

ขึ้นอยู่กับประเภทของฟิลด์ เช่น ขึ้นอยู่กับพิกัดและเวลา การรวม (6.2) ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน ให้เราพิจารณาตัวอย่างเฉพาะบางอย่างที่จะเป็นประโยชน์สำหรับเราในการนำเสนอต่อไป

ตัวอย่างที่ 1 ปล่อยให้ความแรงของสนามคงที่ทั้งในอวกาศและเวลา ( อี 0=const) ขอให้เราค้นหาวิถีโคจรของไอออนที่บินเข้าไปในสนามไฟฟ้านี้ที่มุมหนึ่ง θ ด้วยความเร็วเริ่มต้น คุณ 0- (รูปที่ 1)

เราได้รับการรวม (6.2)

(6.3)

โดยที่ u 0 x และ u 0 y เป็นส่วนประกอบ ความเร็วเริ่มต้น- กำจัด t เราได้

(6.5)

นี่คือสมการของพาราโบลา การเคลื่อนไหวจะคล้ายกับการเคลื่อนที่ของก้อนหินที่ขว้างเป็นมุมกับแนวนอน สิ่งนี้เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ เนื่องจากสนามไฟฟ้าและสนามโน้มถ่วงนั้นมีศักยภาพ

ตัวอย่างที่ 2 สนามไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอในอวกาศ แต่แปรผันตามเวลา (เพื่อความง่าย เรายอมรับกฎฮาร์มอนิกของการเปลี่ยนแปลง อี 0- อิเล็กตรอนบินเข้าไปในสนาม ทิศทางของความเร็วเริ่มต้นตั้งฉากกับทิศทางของสนามไฟฟ้ากระแสสลับ ให้เรากำหนดกฎการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

ลองกำหนดแกน y ไปตามสนามกัน แล้ว

(6.7)

โดยที่ E m 0 คือแอมพลิจูดของความแรงของสนามไฟฟ้า ψ คือมุมเฟสของสนาม ณ ขณะนี้ t=0 เมื่ออิเล็กตรอนเริ่มเคลื่อนที่

เราได้รับการรวม (6.6), (6.7)

โดยที่ คุณ 0 x , คุณ 0 y เป็นองค์ประกอบของความเร็วเริ่มต้นของอิเล็กตรอน ในกรณีของเรา คุณ 0 y =0

การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะถูกกำหนดโดยระบบ

จากสูตร (6.8), (6.9) เห็นได้ชัดว่ามีการดริฟท์ของอนุภาคอยู่นิ่งด้วย ความเร็วคงที่ซึ่งมีการสั่นแบบไซน์ซอยด์พร้อมแอมพลิจูดซ้อนทับ (รูปที่ 2)

สิ่งนี้เกิดขึ้นเช่นในการปล่อยความถี่สูง ความดันต่ำหรืออย่างมาก ความถี่สูงเมื่อจำนวนการชนแบบยืดหยุ่นของอิเล็กตรอนกับโมเลกุลหรือไอออน ν m น้อยกว่าความถี่สนาม ω มาก เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าในการประมาณอุดมคติ (ν m →0) การดูดกลืนพลังงานความถี่สูงจะไม่เกิดขึ้น เนื่องจากองค์ประกอบการสั่นของความเร็วถูกเลื่อนไปในเฟสกับสนามเป็นมุม π/2 และค่าคงที่ ในครึ่งรอบที่แตกต่างกันนั้นสัมพันธ์กับการดูดซับพลังงานหรือการปล่อยกลับสู่สนาม

4.3. การเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามแม่เหล็ก H 0

หากไม่มีแรงทั้งหมดยกเว้นสนามแม่เหล็ก เราจะเขียนสมการการเคลื่อนที่ (6.1) ในรูปแบบ

(6.3)

การแก้สมการนี้จะขึ้นอยู่กับประเภทของด้านขวา เช่นเดียวกับในกรณีของหมวกกันน็อคไฟฟ้า ลองดูสองตัวอย่าง

ตัวอย่างที่ 1- อนุภาค (อิเล็กตรอนหรือไอออน) บินด้วยความเร็วที่แน่นอน u j เข้าไปในสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มคงที่สม่ำเสมอ H0- มีความจำเป็นต้องกำหนดกฎการเคลื่อนที่

ให้เราแยกความเร็วรวมของอนุภาคในสนามแม่เหล็กออกเป็นสองส่วน: คุณประชาสัมพันธ์- ข้างสนาม คุณเลน– ตั้งฉากกับมัน:

จากสมการ (6.12) จะได้ดังนี้

เพราะฉะนั้น,

นั่นคืออนุภาคเคลื่อนที่สม่ำเสมอไปตามสนาม สำหรับส่วนประกอบอื่นๆ

(6.16)

อัตราการเปลี่ยนแปลงเวกเตอร์ คุณเลนตั้งฉากกับเวกเตอร์ ในเรื่องนี้การเปลี่ยนแปลงของเวกเตอร์เมื่อเวลาผ่านไปสามารถแสดงเป็นการหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมที่แน่นอน ω j

อนุภาคจะหมุนไปรอบๆ ทิศทางอย่างสม่ำเสมอ เอช 0ด้วยความเร็วเชิงมุม ω j เรียกว่าความถี่ไซโคลตรอนหรือลาร์มอร์ ตามแนววงกลมที่มีรัศมีลาร์มอร์

(6.19)

สำหรับอนุภาคที่มีประจุบวก ความเร็วเชิงมุมω j มุ่งต่อต้าน เอช 0สำหรับอิเล็กตรอน - โดยเวกเตอร์ เอช 0(รูปที่ 3) เนื่องจากมวลของอิเล็กตรอนและไอออนแตกต่างกันมาก รัศมีของวงกลม Larmor จึงแตกต่างกันตามขนาดจำนวนมาก

ช่วงเวลาแห่งการปฏิวัติตามวงกลมลาร์มอร์

นอกจากการหมุนแล้ว อนุภาคยังเคลื่อนที่แบบแปลนด้วยความเร็วอีกด้วย คุณประชาสัมพันธ์ดังนั้นการเคลื่อนไหวที่สมบูรณ์จึงเกิดขึ้นตามแนวเกลียวซึ่งหมุนต่อไป สายไฟสาขา แต่- ขั้นตอนของเกลียวนี้

(6.21)

เมื่อเพิ่มขึ้น แต่,ดังที่เห็นได้จากนิพจน์ (6.19) และ (6.21) รัศมีของวงกลม Larmor และระยะห่างของเกลียวลดลง แต่ ความเร็วเชิงเส้นมันไม่เปลี่ยนแปลง

การหมุนของไซโคลตรอนในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอสม่ำเสมอจะยังคงอยู่ แรงบิด(โมเมนตัมเชิงมุม)

โดยที่ W ⊥ – พลังงานจลน์ของการหมุนของไซโคลตรอน

ดังนั้นและ

ปริมาณ W ⊥ /H 0 เท่ากับโมเมนต์แม่เหล็กของประจุที่หมุนในสนามแม่เหล็ก ในความเป็นจริงการเคลื่อนที่ของประจุตามวงกลม Larmor ถือได้ว่าเป็น กระแสวงกลม

(6.25)

ช่วงเวลาแห่งแม่เหล็ก

โดยที่ S คือพื้นที่ของวงกลม Larmor

ตัวอย่างที่ 2ทีนี้ลองพิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากอนุภาคบินเข้าไปในสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ (ตามเวลา)

โดยสนามดังกล่าวเราหมายถึงสนามที่ในระหว่างการปฏิวัติรอบวงกลม Larmor รัศมีของมันแทบจะไม่เปลี่ยนแปลง:

ให้เราแสดงว่าในกรณีนี้ โมเมนต์แม่เหล็กจะคงค่าของมันไว้โดยประมาณ (ในกรณีนี้เรียกว่าค่าคงที่อะเดียแบติก)

หากสนามแม่เหล็กเป็นฟังก์ชันของเวลา ดังที่ทราบกันดีว่าสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนจะเกิดขึ้น การไหลเวียนของสิ่งนั้น วงปิดไม่มีอะไรมากไปกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า(ส.ด.)

(6.28)

ที่ไหน เอล- ความแรงของสนามไฟฟ้าตามวงกลม Larmor ซึ่งดำเนินการบูรณาการ φ คือฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่ของวงกลม Larmor

การเปลี่ยนแปลงพลังงานของการหมุนของไซโคลตรอนเมื่อเวลาผ่านไปโดยคำนึงถึงการแสดงออก (6.24) และ (6.27) เท่ากับ

(6.29)

เมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ค่าต่างๆ ก็สามารถดึงออกจากเครื่องหมายอนุพันธ์ได้:

ให้เราเขียนนิพจน์ (6.24) ใหม่ในรูปแบบ

และแยกความแตกต่างตามเวลา:

(6.32)

หากเราเปรียบเทียบนิพจน์นี้ที่ได้รับก่อนหน้าโดยตรงจากการพิจารณาด้านพลังงาน (6.30) จะเห็นได้ชัดว่าเทอมที่สองมีค่าเท่ากับศูนย์

ฟลักซ์แม่เหล็กФ ซึ่งเจาะวงโคจรไซโคลตรอน ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการเคลื่อนที่

. (6.33)

ดริฟท์ในสนามแม่เหล็ก

สมการการเคลื่อนที่ (6.1) สามารถแก้ได้เฉพาะในเท่านั้น กรณีง่ายๆคล้ายกับที่พิจารณาแล้ว ในที่ที่มีสนามแม่เหล็ก คงที่ในเวลาและสม่ำเสมอในอวกาศ และในกรณีที่ไม่มีแรงไฟฟ้าและแรงอื่น ๆ การเคลื่อนไหวจะเกิดขึ้นซึ่งประกอบด้วยการเคลื่อนไหวสองแบบ - การแปลตามสนามและการหมุนในระนาบแนวขวาง หากสนามแม่เหล็กไม่เป็นเนื้อเดียวกัน หรือมีแรงอื่นกระทำต่ออนุภาคนอกเหนือจากนั้น เราจะไม่ได้รับการเคลื่อนไหวดังกล่าวอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี ด้วยการประมาณค่าที่แน่นอน อาจเป็นไปได้ที่จะลดการเคลื่อนที่ที่แท้จริงลงจนถึงการหมุนของอนุภาคตามวงกลมลาร์มอร์ ซึ่งศูนย์กลางของสิ่งนั้น (ที่เรียกว่าศูนย์กลางนำ) เคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก

การเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางนำข้ามสนามเรียกว่าการดริฟท์ในสนามแม่เหล็ก นอกจากนี้ เมื่อมีองค์ประกอบความเร็วตามทิศทางของสนามแม่เหล็ก ศูนย์กลางก็จะเลื่อนไปในทิศทางนี้เช่นกัน การพิจารณาดังกล่าวสามารถทำได้เฉพาะเมื่อมีอิทธิพลเท่านั้น กองกำลังต่างๆแสดงออกอย่างอ่อนแอในช่วงระยะเวลาของการปฏิวัติของอนุภาคในสนามแม่เหล็กนั่นคือกล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อเงื่อนไขอะเดียแบติกซิตี้ (6.27) และ (6.34) เป็นที่พอใจ ในกรณีนี้ จุดศูนย์กลางนำของอนุภาคมีประจุซึ่งมีโมเมนต์แม่เหล็ก μ j จะเคลื่อนที่เหมือนกับอนุภาคบางตัวในสนามแรง เอฟด้วยพลังงานจลน์ W ต่อ [ดู สูตร (6.26)]

ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของอนุภาคโดยประมาณในระบบอะเดียแบติกเรียกว่าการประมาณดริฟท์ และสมการที่อธิบายการเคลื่อนที่เฉลี่ยของจุดศูนย์กลางนำและการเปลี่ยนแปลงในรัศมีลาร์มอร์เรียกว่าสมการดริฟท์ การได้มาอย่างเข้มงวดนั้นค่อนข้างซับซ้อน โดยพื้นฐานแล้ว ขึ้นอยู่กับการพิจารณาเงื่อนไขที่การเคลื่อนไหวแตกต่างไปจากการเคลื่อนไหวเล็กน้อย เขตข้อมูลถาวร. กองกำลังรักษาการไม่ควรเปลี่ยนแปลงอย่างมากในรัศมี Larmor โดยเฉพาะแรงตามขวาง เอฟเลนไม่ควรนำไปสู่การเพิ่มความเร็วตามขวางของอนุภาคและรัศมี Larmor มากเกินไปซึ่งจะละเมิดเงื่อนไขของอะเดียแบติก แรงตามยาวต้องไม่มาก ฉ- นอกจากนี้ เมื่อพิจารณากระบวนการในพลาสมา เมื่อมีการประมาณค่าดริฟท์ อิทธิพลของการเคลื่อนที่ของอนุภาคเองบนสนามที่อนุภาคเคลื่อนที่จะไม่ถูกนำมาพิจารณาด้วย

ก่อนอื่นให้เราพิจารณาการเลื่อนลอยในฟิลด์ค่าคงที่เวลา สมการ (6.1) ในการฉายภาพบนแกนพิกัดคาร์ทีเซียน:

ระบบนี้สามารถเขียนในรูปแบบที่ซับซ้อนได้

วิธีแก้ปัญหาไม่ได้ สมการเอกพันธ์(6.39) ประกอบด้วย วิธีแก้ปัญหาทั่วไปสมการเอกพันธ์

ซึ่งสอดคล้องกับการหมุนของไซโคลตรอนและสารละลายเฉพาะ

(6.41)

(6.42)

ในรูปแบบเวกเตอร์

นี่คือความเร็วของการเคลื่อนที่แบบดริฟท์ซึ่งสามารถอธิบายต้นกำเนิดได้อย่างชัดเจนดังนี้ ในช่วงครึ่งหนึ่งของช่วงการหมุนของไซโคลตรอน แรงจะกระทำตามทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาค ความเร็วของมันเพิ่มขึ้น และมันจะต้องเคลื่อนที่มากขึ้น ระยะทางมากกว่าช่วงครึ่งหลังของช่วงที่แรงกระทำต่อการเคลื่อนที่

ดังที่กล่าวไปแล้ว สมการดริฟท์ (6.43) อธิบายการเคลื่อนที่เฉลี่ยของจุดศูนย์กลางนำด้วยความเร็วคงที่โดยประมาณ การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วตามแนววงกลม Larmor จะไม่ถูกนำมาพิจารณาด้วย ควรสังเกตว่าการเคลื่อนที่แบบดริฟท์ (การเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางการสั่น) เมื่อมองแวบแรกมีคุณสมบัติหลายประการที่ดูเหมือนจะละเมิดแนวคิดปกติเกี่ยวกับกฎของกลศาสตร์ อันที่จริง แรงคงที่ในกรณีนี้ทำให้ความเร่งไม่สม่ำเสมอ แต่การเคลื่อนที่สม่ำเสมอ ต่อมาเราจะเห็นว่าสนามไฟฟ้าไม่ได้แยกประจุ แต่บังคับให้ประจุเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว ในขณะที่แรงที่มาจากที่ไม่ใช่ไฟฟ้าจะสร้าง กระแสไฟฟ้า- ประเด็นก็คือว่า การเคลื่อนไหวที่แท้จริงอย่างไรก็ตาม มีการเคลื่อนไหวไปตามวงกลม Larmor ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเลือก (และการปล่อย) พลังงานและการเชื่อฟัง กฎหมายธรรมดากลศาสตร์.

การเคลื่อนที่แบบดริฟท์เป็นการเคลื่อนที่โดยเฉลี่ยซึ่งเป็นผลมาจากการหมุนของไซโคลตรอนในสนามแม่เหล็ก

ดริฟท์ไฟฟ้า

การดริฟท์ทั้งสองประเภทในสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอนั้นขึ้นอยู่กับสัญญาณของอนุภาค สิ่งที่แตกต่างจากพวกเขาในแง่นี้คือการดริฟท์ไฟฟ้าเช่นการดริฟท์ของอนุภาคในสนามแม่เหล็กต่อหน้าไฟฟ้า ความเร็วดริฟท์ไฟฟ้า

จริงหรือ, ค่าไฟฟ้าไม่รวมอยู่ในสูตรและไม่รวมการพึ่งพาความเร็วบนเครื่องหมายของอนุภาคด้วย การเบี่ยงเบนทางไฟฟ้าของไอออนและอิเล็กตรอนเกิดขึ้นในทิศทางเดียวและด้วยความเร็วเท่ากัน แม้ว่าจะมีมวลต่างกันมากก็ตาม

โปรดทราบว่าสูตร (6.47) ใช้ได้เฉพาะที่ E 0 เท่านั้น<<Н 0 , иначе скорость дрейфа получается соизмеримой со скоростью света. Весь же наш вы­вод для дрейфовых скоростей сделан исходя из по­стоянства массы частиц, т. е. для нерелятивистских ско­ростей.

เราได้สูตร (6.47) โดยการแทนที่ค่าของแรงไฟฟ้าเป็นนิพจน์ทั่วไป (6.43) สำหรับความเร็วของการดริฟท์ในสนามแม่เหล็ก

อย่างไรก็ตามสามารถได้รับมาค่อนข้างแตกต่าง - จากสมการทั่วไป (6.1) สิ่งนี้สมเหตุสมผลเมื่อพิจารณาจากการค้นพบทางกายภาพที่เป็นประโยชน์บางประการที่ได้รับ

ให้เราแปลงสมการ (6.1) เป็นระบบอ้างอิงที่เคลื่อนที่สัมพันธ์กับระบบพิกัดเดิม (ห้องปฏิบัติการ) ด้วยความเร็วคงที่ คุณ"ดี- ความเร็วอนุภาคในระบบเคลื่อนที่ คุณ", อิมัลส์ ร"ความเร็วในระบบพิกัดห้องปฏิบัติการ

(6.50)

มาหาความเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมกัน ร:

ที่ไหน อี 0||และ จ 0 ⊥, - องค์ประกอบของสนามไฟฟ้าตามแนวยาวและตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก

ขนาด คุณ"ดีสามารถเลือกได้ตามเงื่อนไข 2 ประการ:

(6.53)

กำหนดเงื่อนไข (6.52) และ (6.53) คุณ"ดีชัดเจนอย่างแน่นอน จากเงื่อนไข (6.52) เป็นไปตามนั้นทันที คุณ"ดี⊥เอช 0- ให้เราคูณเงื่อนไขที่สอง (6.53) แบบเวกเตอร์ด้วย แต่:

คำว่า H 0 /c·( คุณ"ดี เอ็น 0)=0 ตามเงื่อนไข (6.52) เพราะฉะนั้น,

(6.55)

เหล่านั้น. แสดงถึงความเร็วดริฟท์ โดยคำนึงถึง (6.53) เราเขียนสมการการเคลื่อนที่ (6.51)

(6.56)

ส่วนประกอบหลุดออกไปโดยสิ้นเชิง อี 0 ต่อจากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าอิทธิพล อี 0 ต่อลงมาสร้างความดริฟท์ในทิศทางตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก ดังนั้นเราจึงได้รับการเคลื่อนไหวด้วยความเร่งสม่ำเสมอตลอดสนามและลอยข้ามสนาม การเคลื่อนไหวทั้งสองรวมกันเป็นการเคลื่อนไหวแบบพาราโบลา (รูปที่ 8 - ถ้า อี 0อยู่ในระนาบ yz จากนั้นศูนย์กลางนำจะไม่ออกจากระนาบนี้ เนื่องจากการเลือกแกน x และ y เป็นไปตามอำเภอใจ ดังแสดงในรูปที่ 1 8 ถือว่าค่อนข้างทั่วไป

ดริฟท์ในทุ่งข้าม

กรณีพิเศษของการดริฟท์ไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตัดกัน ( E โอ ┴H โอและ คุณ 0pr=0) โดยที่ คุณ 0pr- ความเร็วเริ่มต้นของอนุภาคตามทิศทาง แต่- การเร่งความเร็วในทิศทาง เอช 0ไม่มา. อนุภาคเคลื่อนที่ไปตามไซโคลิดปกติหรือสั้นลง ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงมุม ω j และความเร็วการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางของวงกลมนั่นเอง อย่างหลังขึ้นอยู่กับ E 0 และความเร็วเริ่มต้น ยู 0 =u 0ต่อตามแกน y

ให้เราตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของการเคลื่อนที่ในสนามข้าม เนื่องจากกรณีนี้มีวัตถุประสงค์เชิงปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องเร่งพลาสมา ลองดูที่การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แล้วดูว่าไอออนต่างกันอย่างไร มะเดื่อ. 9 และแสดงว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าความเร็วเริ่มต้น u 0 >0 ในกรณีนี้ กองกำลังลอเรนซ์เกิดขึ้น

หันขนานกับแกน x แรงแม่เหล็ก F l ถูกบวกเข้ากับแรงไฟฟ้า -eE 0 พวกมันเร่งอนุภาคด้วยกัน ในช่วงระยะเวลาลาร์มอร์ τ e มันจะต้องเดินทางในระยะทางที่ไกลกว่าภายใต้การกระทำของ -eE 0 เพียงอันเดียว ผลกระทบต่ออนุภาคนี้จะกำหนดการเคลื่อนที่ของมันไปตามไซโคลิดที่ยืดออก

ในรูป รูปที่ 9b แสดงกรณีที่สอดคล้องกับความเร็วเริ่มต้น u 0 =0 สิ่งนี้จะทำให้เกิดไซโคลิดปกติ ต่อไป ถ้า u0<0и ไซโคลิดจะสั้นลง (รูปที่ 9, c) เมื่อแรงทั้งสองสมดุลกัน วิถียังคงตรง (รูปที่ 9, d) เมื่อเพิ่มขึ้นอีกใน u 0 วิถีการเคลื่อนที่ไปทางด้านขวาของแกน x และรูปร่างไซโคลิดเดียวกันนั้นจะถูกทำซ้ำในลำดับย้อนกลับ - สั้นลง, ปกติและยาวขึ้น (รูปที่ 9, e - g) ระยะห่างระหว่างจุดยอดไซโคลิดที่ต่อเนื่องกัน

ระยะนี้ไม่ขึ้นอยู่กับค่าของความเร็วเริ่มต้น u 0 .

สำหรับไอออน การดริฟท์อยู่ในทิศทางเดียวกัน แต่การหมุนเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม (รูปที่ 10 - เส้นทึบ) เป็นการง่ายที่จะเห็นว่าการเคลื่อนตัวในสนามตัดขวางเกิดขึ้นตามพื้นผิวศักย์เท่ากันของสนามไฟฟ้า เนื่องจากสนามไฟฟ้ามีทิศทางปกติ

เราต้องการอธิบายพฤติกรรมของโมเลกุลหนึ่งหรือสองสามโมเลกุลที่แตกต่างจากโมเลกุลก๊าซอื่นๆ ส่วนใหญ่ในทางใดทางหนึ่ง เราจะเรียกโมเลกุล "ส่วนใหญ่" ว่า "พื้นหลัง" และโมเลกุลที่แตกต่างจากนั้นจะเรียกว่าโมเลกุล "พิเศษ" หรือ (เรียกสั้น ๆ ) -โมเลกุล โมเลกุลสามารถมีความพิเศษได้จากหลายสาเหตุ กล่าวคือ อาจหนักกว่าโมเลกุลพื้นหลังก็ได้ นอกจากนี้ยังอาจแตกต่างไปจากองค์ประกอบทางเคมี หรือบางทีโมเลกุลพิเศษอาจมีประจุไฟฟ้า - จากนั้นมันจะเป็นไอออนบนพื้นหลังของโมเลกุลที่เป็นกลาง เนื่องจากความไม่ปกติของมวลหรือประจุ โมเลกุลจึงอยู่ภายใต้แรงที่แตกต่างจากแรงระหว่างโมเลกุลพื้นหลัง ด้วยการศึกษาพฤติกรรมของโมเลกุล เราสามารถเข้าใจผลกระทบพื้นฐานที่เข้ามามีบทบาทในปรากฏการณ์ต่างๆ มากมาย ให้เราแสดงรายการบางส่วน: การแพร่กระจายของก๊าซ กระแสไฟฟ้าในแบตเตอรี่ การตกตะกอน การแยกโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง ฯลฯ

เริ่มต้นด้วยการศึกษากระบวนการพื้นฐาน: โมเลกุลในก๊าซของโมเลกุลพื้นหลังอยู่ภายใต้แรงพิเศษบางอย่าง (ซึ่งอาจเป็นแรงโน้มถ่วงหรือแรงไฟฟ้า) และนอกจากนี้ แรงธรรมดามากขึ้นเนื่องจากการชนกับโมเลกุลพื้นหลัง เราสนใจพฤติกรรมทั่วไปของโมเลกุล คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับพฤติกรรมของมันคือการกระแทกอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่อง และการชนกับโมเลกุลอื่นๆ ครั้งต่อไป แต่ถ้าคุณสังเกตดีๆ จะเห็นได้ชัดว่าโมเลกุลกำลังเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องไปในทิศทางของแรง เราบอกว่าการดริฟท์นั้นซ้อนทับกับการเคลื่อนที่แบบสุ่ม แต่เราอยากทราบว่าความเร็วดริฟท์ขึ้นอยู่กับแรงอย่างไร

หากในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งที่เราเริ่มสังเกตเห็นโมเลกุล β เราก็สามารถหวังว่าเราจะอยู่ที่ไหนสักแห่งระหว่างการชนกันสองครั้ง โมเลกุลจะใช้เวลานี้เพื่อเพิ่มองค์ประกอบความเร็วตามแรง นอกเหนือจากความเร็วที่เหลืออยู่หลังจากการชนทั้งหมด หลังจากนั้นเล็กน้อย (โดยเฉลี่ยหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง) มันก็จะเกิดการชนกันอีกครั้งและเริ่มเคลื่อนที่ไปตามส่วนใหม่ของวิถีโคจร แน่นอนว่าความเร็วเริ่มต้นจะแตกต่างกัน แต่ความเร่งจากแรงจะไม่เปลี่ยนแปลง

เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ง่ายขึ้นในตอนนี้ ให้เราสมมติว่าหลังจากการชนแต่ละครั้ง โมเลกุลของเราจะเริ่มต้นที่ "อิสระ" โดยสิ้นเชิง ซึ่งหมายความว่าเธอไม่มีความทรงจำเกี่ยวกับการเร่งความเร็วก่อนหน้านี้ภายใต้อิทธิพลของกำลัง สมมติฐานนี้จะสมเหตุสมผลถ้าโมเลกุลของเราเบากว่าโมเลกุลพื้นหลังมาก แต่แน่นอนว่าไม่เป็นเช่นนั้น เราจะหารือเกี่ยวกับสมมติฐานที่สมเหตุสมผลกว่านี้ในภายหลัง

ในตอนนี้ ให้เราสมมติว่าทุกทิศทางของความเร็วของโมเลกุลหลังจากการชนแต่ละครั้งมีความน่าจะเป็นที่เท่ากัน ความเร็วเริ่มต้นอยู่ในทิศทางใดๆ และไม่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้น ดังนั้น เราจะไม่คำนึงถึงความเร็วเริ่มต้นหลังจากการชนแต่ละครั้ง แต่นอกเหนือจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มแล้ว แต่ละโมเลกุลยังมีความเร็วเพิ่มเติมในทิศทางของแรงซึ่งเพิ่มขึ้นตั้งแต่เวลาของการชนครั้งล่าสุด ค่าเฉลี่ยของความเร็วส่วนนี้เป็นเท่าใด? มันเท่ากับผลคูณของความเร่ง (โดยที่คือมวลของโมเลกุล) และเวลาเฉลี่ยที่ผ่านไปนับตั้งแต่การชนครั้งล่าสุด แต่เวลาเฉลี่ยที่ผ่านไปตั้งแต่การชนครั้งล่าสุดจะต้องเท่ากับเวลาเฉลี่ยก่อนการชนครั้งต่อไปซึ่งเราได้กำหนดไว้แล้วด้วยตัวอักษร ความเร็วเฉลี่ยที่เกิดจากแรงคือความเร็วดริฟท์อย่างแม่นยำ ดังนั้นเราจึงมาถึงความสัมพันธ์

นี่คือความสัมพันธ์พื้นฐานของเรา ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในบททั้งหมด เมื่อพบอาจเกิดภาวะแทรกซ้อนได้ทุกประเภท แต่กระบวนการหลักถูกกำหนดโดยสมการ (43.13)

โปรดทราบว่าความเร็วดริฟท์เป็นสัดส่วนกับแรง น่าเสียดายที่ยังไม่ได้มีการตกลงชื่อของสัดส่วนคงที่ ค่าสัมประสิทธิ์หน้าความแข็งแกร่งของแต่ละพันธุ์มีชื่อของตัวเอง ในปัญหาที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า แรงสามารถแสดงเป็นผลคูณของประจุและสนามไฟฟ้าได้: ; ในกรณีนี้ ค่าคงที่ของสัดส่วนระหว่างความเร็วและสนามไฟฟ้าเรียกว่า "การเคลื่อนที่" แม้จะมีความเข้าใจผิดที่เป็นไปได้ เราจะใช้คำว่าความคล่องตัวเพื่ออ้างถึงอัตราส่วนของความเร็วในการดริฟท์ต่อแรงทุกประเภท เราจะเขียน

และเรียกมันว่าความคล่องตัว จากสมการ (43.13) จะได้ดังนี้

การเคลื่อนที่เป็นสัดส่วนกับเวลาเฉลี่ยระหว่างการชน (การชนที่เกิดขึ้นน้อยครั้งจะทำให้โมเลกุลช้าลงเล็กน้อย) และเป็นสัดส่วนผกผันกับมวล (ยิ่งความเฉื่อยมาก ความเร็วระหว่างการชนก็จะยิ่งช้าลง)

เพื่อให้ได้ค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขที่ถูกต้องในสมการ (43.13) (และเราได้ค่าที่ถูกต้อง) ต้องใช้ความระมัดระวังในระดับหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้าใจผิด เราต้องจำไว้ว่าเรากำลังใช้ข้อโต้แย้งที่ร้ายกาจ และสามารถใช้ได้หลังจากการศึกษาอย่างรอบคอบและละเอียดแล้วเท่านั้น เพื่อแสดงให้เห็นว่ามีปัญหาอะไรบ้าง แม้ว่าทุกอย่างจะดูเรียบร้อยดี เราจะกลับไปที่ข้อโต้แย้งที่นำไปสู่การสรุปสมการ (43.13) อีกครั้ง แต่ข้อโต้แย้งเหล่านี้ซึ่งดูค่อนข้างน่าเชื่อถือ จะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง (น่าเสียดาย การให้เหตุผลแบบนี้มีอยู่ในหนังสือเรียนหลายเล่ม!)

คุณสามารถให้เหตุผลดังนี้: เวลาเฉลี่ยระหว่างการชนกันคือ หลังจากการชน อนุภาคซึ่งเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสุ่ม จะได้รับความเร็วเพิ่มเติมก่อนการชนครั้งต่อไป ซึ่งเท่ากับผลคูณของเวลาและความเร่ง เนื่องจากเวลาผ่านไปก่อนที่จะเกิดการชนครั้งถัดไป อนุภาคจึงมีความเร็วเพิ่มขึ้น ในขณะที่เกิดการชน ความเร็วจะเป็นศูนย์ ดังนั้น ความเร็วเฉลี่ยระหว่างการชนสองครั้งคือครึ่งหนึ่งของความเร็วสุดท้าย และความเร็วดริฟท์เฉลี่ยคือ (ผิด!) ข้อสรุปนี้ไม่ถูกต้อง แต่สมการ (43.13) นั้นถูกต้อง แม้ว่าจะดูเหมือนว่าในทั้งสองกรณีเราให้เหตุผลอย่างน่าเชื่อถือพอ ๆ กัน ข้อผิดพลาดที่ค่อนข้างร้ายกาจพุ่งเข้าสู่ผลลัพธ์ที่สอง: เมื่อได้รับมัน จริง ๆ แล้วเราสันนิษฐานว่าการชนกันทั้งหมดจะถูกแยกออกจากกันตามเวลา ที่จริงแล้ว บางส่วนเกิดขึ้นเร็วกว่านี้และบางส่วนเกิดขึ้นช้ากว่าเวลานี้ เวลาที่สั้นกว่านั้นเป็นเรื่องปกติมากกว่า แต่การมีส่วนร่วมกับความเร็วดริฟท์นั้นมีน้อย เพราะในกรณีนี้ ความน่าจะเป็นที่จะ "ผลักดันไปข้างหน้าอย่างแท้จริง" นั้นน้อยเกินไป หากเราคำนึงถึงการมีอยู่ของการกระจายเวลาว่างระหว่างการชนกัน เราจะเห็นว่าปัจจัย 1/2 ที่ได้รับในกรณีที่สองไม่มีที่มา ข้อผิดพลาดเกิดขึ้นเนื่องจากเราถูกหลอกด้วยความเรียบง่ายของการโต้แย้ง และพยายามเชื่อมโยงความเร็วเฉลี่ยกับความเร็วสุดท้ายโดยเฉลี่ยมากเกินไป ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาไม่ได้ง่ายนัก ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะเน้นว่าเราต้องการความเร็วเฉลี่ยด้วยตัวมันเอง ในกรณีแรก เรามองหาความเร็วเฉลี่ยตั้งแต่เริ่มต้นและพบค่าที่ถูกต้อง! บางทีตอนนี้คุณคงเข้าใจแล้วว่าทำไมเราไม่พยายามค้นหาค่าที่แน่นอนของสัมประสิทธิ์ตัวเลขทั้งหมดในสมการเบื้องต้นของเรา?

ลองกลับไปสู่สมมติฐานของเราที่ว่าการชนแต่ละครั้งจะลบทุกอย่างเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวก่อนหน้าของมันออกจากความทรงจำของโมเลกุลอย่างสมบูรณ์ และหลังจากการชนแต่ละครั้ง การเริ่มต้นครั้งใหม่จะเริ่มต้นขึ้นสำหรับโมเลกุล สมมติว่า -โมเลกุลของเราเป็นวัตถุที่มีน้ำหนักมากโดยมีพื้นหลังเป็นโมเลกุลที่เบากว่า การชนกันเพียงครั้งเดียวไม่เพียงพอที่จะดึงแรงกระตุ้นที่มุ่งไปข้างหน้าออกจากโมเลกุลอีกต่อไป การชนติดต่อกันเพียงไม่กี่ครั้งทำให้เกิด "ความผิดปกติ" ในการเคลื่อนไหวของมัน ดังนั้น แทนที่จะให้เหตุผลเบื้องต้น ให้เราสมมติว่าหลังจากการชนแต่ละครั้ง (โดยเฉลี่ยครั้งแล้วครั้งเล่า) โมเลกุลจะสูญเสียโมเมนตัมบางส่วนไป เราจะไม่สำรวจโดยละเอียดว่าสมมติฐานดังกล่าวจะนำไปสู่อะไร เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้เทียบเท่ากับการแทนที่เวลา (เวลาเฉลี่ยระหว่างการชนกัน) ด้วยเวลาอื่นที่ยาวกว่า ซึ่งสอดคล้องกับค่าเฉลี่ย "เวลาในการลืม" นั่นคือเวลาเฉลี่ยในระหว่างที่โมเลกุลจะลืมว่าครั้งหนึ่งเคยมีแรงกระตุ้นกำกับไว้ ซึ่งไปข้างหน้า. ถ้าเราเข้าใจสิ่งนี้ เราก็สามารถใช้สูตรของเรา (43.15) สำหรับกรณีที่ไม่ง่ายเหมือนสูตรดั้งเดิมได้

การบรรยายครั้งที่ 3
การเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอ การประมาณดริฟท์ - เงื่อนไขการใช้งาน, ความเร็วในการดริฟท์ ล่องลอยไปในสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอ ค่าคงที่อะเดียแบติก การเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตัดขวาง กรณีทั่วไปของสนามแม่เหล็กที่มีกำลังตัดกันและมีความแรงใดๆ
III. การเคลื่อนที่แบบดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุ
§3.1 การเคลื่อนที่ในสนามที่เป็นเนื้อเดียวกันข้าม
ให้เราพิจารณาการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามตัดกัน
ในการประมาณดริฟท์ การประมาณดริฟท์จะใช้ได้หากเป็นไปได้ที่จะระบุความเร็วดริฟท์คงที่ที่แน่นอน ซึ่งเหมือนกันสำหรับอนุภาคทั้งหมดที่เป็นประเภทเดียวกัน โดยไม่ขึ้นกับทิศทางของความเร็วของอนุภาค:
, ที่ไหน
- ความเร็วดริฟท์ ให้เราแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้สามารถทำได้สำหรับการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในรูปแบบกากบาท
สาขา ดังที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ สนามแม่เหล็กไม่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของอนุภาคในทิศทางของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นความเร็วดริฟท์สามารถตั้งฉากกับความเร็วแม่เหล็กได้เท่านั้น เช่น ให้:
, และ
, ที่ไหน
- สมการการเคลื่อนที่:
(เรายังคงเขียนตัวคูณใน GHS) จากนั้นสำหรับองค์ประกอบตามขวางของความเร็ว:
เราแทนที่การขยายตัวในแง่ของความเร็วดริฟท์:
, เช่น.
- ให้เราแทนที่สมการนี้ด้วยสองสำหรับแต่ละองค์ประกอบและคำนึงถึง
, เช่น.,
เราได้สมการของความเร็วดริฟท์:
- เมื่อคูณเวกเตอร์ด้วยสนามแม่เหล็ก เราจะได้:
- โดยคำนึงถึงกฎที่เราได้รับ
, ที่ไหน:

- ความเร็วดริฟท์ (3.1)

.
ความเร็วดริฟท์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับสัญญาณของประจุและมวล เช่น พลาสมามีการเปลี่ยนแปลงโดยรวม จากความสัมพันธ์ (3.1) ชัดเจนว่าเมื่อใด
ความเร็วดริฟท์จะมากกว่าความเร็วแสง และสูญเสียความหมายของมันไป และประเด็นไม่ใช่ว่าจำเป็นต้องคำนึงถึงการแก้ไขเชิงสัมพัทธภาพด้วย ที่
เงื่อนไขการประมาณดริฟท์จะถูกละเมิด สภาวะของการประมาณค่าดริฟท์สำหรับการดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กคือ อิทธิพลของแรงที่ทำให้เกิดการดริฟท์นั้นควรมีนัยสำคัญเล็กน้อยในระหว่างรอบการหมุนของอนุภาคในสนามแม่เหล็ก เฉพาะในกรณีนี้ ความเร็วดริฟท์จะ คงที่ เงื่อนไขนี้สามารถเขียนได้เป็น:
ซึ่งเราได้รับเงื่อนไขสำหรับการบังคับใช้การเคลื่อนที่แบบดริฟท์
ฟิลด์:
.

เพื่อกำหนดวิถีที่เป็นไปได้ของอนุภาคที่มีประจุใน
ให้พิจารณาสมการการเคลื่อนที่ขององค์ประกอบความเร็วการหมุน :
, ที่ไหน
- ให้เครื่องบิน ( x,ย) ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก เวกเตอร์ หมุนตามความถี่
(อิเล็กตรอนและไอออนหมุนไปในทิศทางที่ต่างกัน) ในระนาบ ( x,ย) คงค่าคงที่ในโมดูลัส

ถ้าความเร็วเริ่มต้นของอนุภาคตกอยู่ภายในวงกลมนี้ อนุภาคจะเคลื่อนที่ไปตามอีพิไซคลอยด์

พื้นที่ 2.วงกลมที่กำหนดโดยสมการ
สอดคล้องกับไซโคลิด เมื่อหมุนเวกเตอร์ เวกเตอร์ความเร็วในแต่ละคาบจะผ่านจุดกำเนิด กล่าวคือ ความเร็วจะเท่ากับศูนย์ โมเมนต์เหล่านี้สอดคล้องกับจุดที่ฐานของไซโคลิด วิถีโคจรคล้ายกับที่อธิบายโดยจุดที่อยู่บนขอบวงล้อรัศมี
- ความสูงของไซโคลิดคือ นั่นคือเป็นสัดส่วนกับมวลของอนุภาค ดังนั้นไอออนจะเคลื่อนที่ไปตามไซโคลิดที่สูงกว่าอิเล็กตรอนมาก ซึ่งไม่สอดคล้องกับการแสดงแผนผังในรูปที่ 3.2

พื้นที่ 3.พื้นที่นอกวงกลมซึ่ง
สอดคล้องกับโทรคอยด์ที่มีลูป (ไฮโปไซโคลลอยด์) ซึ่งมีความสูงเท่าใด
- ลูปสอดคล้องกับค่าลบขององค์ประกอบความเร็ว เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม

เกี่ยวกับ พื้นที่ 4: จุด
(
) สอดคล้องกับเส้นตรง หากคุณปล่อยอนุภาคด้วยความเร็วเริ่มต้น
จากนั้นแรงของแรงไฟฟ้าและแรงแม่เหล็กในแต่ละช่วงเวลาจะสมดุล ดังนั้นอนุภาคจึงเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง เราสามารถจินตนาการได้ว่าวิถีทั้งหมดเหล่านี้สอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของจุดที่อยู่บนวงล้อรัศมี
ดังนั้นสำหรับวิถีทั้งหมดจะมีคาบเชิงพื้นที่ตามยาว
- สำหรับช่วงนั้น
สำหรับวิถีทั้งหมด การชดเชยผลกระทบของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นร่วมกัน พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคยังคงที่
- เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบอีกครั้งว่า

ข้าว. 3.2. ลักษณะวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคใน
สาขา: 1) trochoid ที่ไม่มีลูป; 2) ไซโคลิด; 3) trochoid พร้อมลูป; 4) ตรง
โดยไม่คำนึงถึงวิถี ความเร็วดริฟท์จะเท่ากัน ดังนั้นพลาสมาเข้า
ทุ่งนาโดยรวมจะลอยไปในทิศทางตั้งฉากกับทุ่งนา หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไขของการประมาณค่าดริฟท์ นั่นคือเมื่อใด
การกระทำของสนามไฟฟ้าไม่ได้รับการชดเชยโดยการกระทำของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นอนุภาคจึงเข้าสู่โหมดความเร่งต่อเนื่อง (รูปที่ 3.3) ทิศทางการเคลื่อนที่จะเป็นพาราโบลา หากสนามไฟฟ้ามีส่วนประกอบตามยาว (ตามแนวสนามแม่เหล็ก) การเคลื่อนที่แบบดริฟท์ก็จะหยุดชะงักเช่นกัน และอนุภาคที่มีประจุจะถูกเร่งในทิศทางขนานกับสนามแม่เหล็ก ทิศทางการเคลื่อนที่จะเป็นพาราโบลาด้วย

ข้อสรุปทั้งหมดที่วาดไว้ข้างต้นนั้นถูกต้องหากใช้แรงไฟฟ้าแทน
ใช้กำลังตามอำเภอใจ กระทำต่ออนุภาค และ
- ความเร็วดริฟท์ในสนามพลังตามอำเภอใจ:

(3.2)

ขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่าย ตัวอย่างเช่นสำหรับแรงโน้มถ่วง
:
- ความเร็วของการดริฟท์โน้มถ่วง

§3.2 การเคลื่อนที่แบบดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอ

หากสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงช้าๆ ในอวกาศ อนุภาคที่เคลื่อนที่เข้าไปจะทำให้เกิดการปฏิวัติลาร์มอร์หลายครั้ง โดยจะหมุนรอบเส้นสนามแม่เหล็กด้วยรัศมีลาร์มอร์ที่เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เราไม่สามารถพิจารณาการเคลื่อนที่ของอนุภาคได้ แต่พิจารณาจากจุดศูนย์กลางการหมุนที่เกิดขึ้นชั่วขณะ ซึ่งเรียกว่าศูนย์กลางนำ คำอธิบายการเคลื่อนที่ของอนุภาคในฐานะการเคลื่อนที่ของศูนย์กลางนำเช่น การประมาณค่าดริฟท์จะใช้ได้หากการเปลี่ยนแปลงในรัศมีลาร์มอร์ในระหว่างการปฏิวัติหนึ่งครั้งนั้นน้อยกว่ารัศมีของลาร์มอร์อย่างมาก เงื่อนไขนี้จะเป็นที่พอใจอย่างเห็นได้ชัดหากสเกลเชิงพื้นที่ของสนามเปลี่ยนแปลงไปเกินรัศมี Larmor อย่างมีนัยสำคัญ:
ซึ่งเทียบเท่ากับเงื่อนไข:
- เห็นได้ชัดว่าเงื่อนไขนี้เป็นจริงยิ่งดีเท่าไร ความแรงของสนามแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากรัศมี Larmor จะลดลงในสัดส่วนผกผันกับความแรงของสนามแม่เหล็ก ให้เราพิจารณาบางกรณีที่น่าสนใจโดยทั่วไป เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคมีประจุหลายประเภทในสนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถลดลงได้

ข้อ 3.2.1 การดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุไปตามระนาบของการกระโดดของสนามแม่เหล็ก การไล่ระดับสีดริฟท์

ให้เราพิจารณาปัญหาการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กด้วยการกระโดดไปทางซ้ายและขวาของระนาบซึ่งสนามแม่เหล็กมีความสม่ำเสมอและมีทิศทางเท่ากัน แต่มีขนาดต่างกัน (ดูรูปที่ 3.5 ) ให้สิทธิเป็น ชม 2 > ชม 1 - เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ วงกลมลาร์มอร์ของมันจะตัดกับระนาบกระแทก วิถีโคจรประกอบด้วยวงกลม Larmor ที่มีรัศมี Larmor แปรผันซึ่งส่งผลให้อนุภาค "ลอย" ไปตามระนาบกระแทก ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 3.5 การดริฟท์จะตั้งฉากกับทิศทางของสนามแม่เหล็กและการไล่ระดับสี และอนุภาคที่มีประจุตรงข้ามจะลอยไปในทิศทางที่ต่างกัน เพื่อความง่าย ให้อนุภาคตัดกับระนาบกระแทกตามแนวปกติ จากนั้น ในเวลาเท่ากับผลรวมของครึ่งรอบลาร์มอร์

รูปที่.3.5. การไล่ระดับสีดริฟท์ที่ขอบเขตพร้อมกับการกระโดดในสนามแม่เหล็ก

สำหรับพื้นที่ด้านซ้ายและขวา: อนุภาคถูกแทนที่ตามความยาวระนาบนี้ . ความเร็วดริฟท์สามารถกำหนดได้เป็น - ที่ไหน  ชม ชม 2  ชม 1  ขนาดของสนามแม่เหล็กกระโดด และ  ชม ชม 2 + ชม 1  - มูลค่าเฉลี่ยของมัน

การดริฟท์ยังเกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กด้านซ้ายและขวาของระนาบใดระนาบหนึ่งไม่เปลี่ยนขนาด แต่เปลี่ยนทิศทาง (ดูรูปที่ 3.6) ไปทางซ้ายและขวาของขอบเขต อนุภาคจะหมุนเป็นวงกลมลาร์มอร์ที่มีรัศมีเท่ากัน แต่มีทิศทางการหมุนตรงกันข้าม การดริฟท์เกิดขึ้นเมื่อวงกลม Larmor ตัดกับระนาบอินเทอร์เฟซ ปล่อยให้อนุภาคตัดกันระนาบเลเยอร์ตามแนวปกติ จากนั้นวงกลมลาร์มอร์ควรจะ "ตัด" ไปตาม

รูปที่.3.6. การไล่ระดับสีดริฟท์เมื่อเปลี่ยนทิศทางของสนามแม่เหล็ก

เส้นผ่านศูนย์กลางแนวตั้ง จากนั้น ครึ่งขวาควรสะท้อนขึ้นด้านบนสำหรับอิเล็กตรอน และด้านล่างสำหรับไอออน ดังแสดงในรูปที่ 3.6 ในกรณีนี้ ในช่วงระยะเวลาลาร์มอร์ การกระจัดตามชั้นจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางลาร์มอร์สองขนาดอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นความเร็วดริฟท์สำหรับกรณีนี้คือ: .

§3.3 ดริฟท์ในสนามแม่เหล็กกระแสตรง
ประการแรกการดริฟท์ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของตัวนำไฟฟ้ากระแสตรงนั้นสัมพันธ์กันกับความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กนั้นแปรผกผันกับระยะห่างจากกระแสดังนั้นจะมีการดริฟท์ไล่ระดับของอนุภาคที่มีประจุ ย้ายไปอยู่ในนั้น นอกจากนี้ การดริฟท์ยังสัมพันธ์กับความโค้งของเส้นสนามแม่เหล็กอีกด้วย ให้เราพิจารณาสององค์ประกอบของแรงนี้ที่ทำให้เกิดการดริฟท์ และด้วยเหตุนี้ เราจึงได้องค์ประกอบสองประการของการดริฟท์
ข้อ 3.3.1 การดริฟท์แบบไดแมกเนติก (ไล่ระดับ)
กลไกของการดริฟท์ไล่ระดับคือ อนุภาคมีรัศมีการหมุนที่แตกต่างกัน ณ จุดต่างๆ ของวิถี โดยจะใช้เวลาส่วนหนึ่งในสนามที่แรงกว่า และส่วนหนึ่งในสนามที่อ่อนกว่า การเปลี่ยนรัศมีการหมุนทำให้เกิดการดริฟท์ (รูปที่ 3.7) อนุภาคที่มีประจุซึ่งหมุนรอบเส้นสนามถือได้ว่าเป็นไดโพลแม่เหล็กที่มีกระแสไฟฟ้าเป็นวงกลมเท่ากัน การแสดงออกของความเร็วของการไล่ระดับสีดริฟท์สามารถหาได้จากการแสดงออกที่ทราบสำหรับแรงที่กระทำต่อไดโพลแม่เหล็กในสนามที่ไม่สม่ำเสมอ:
- แรงแม่เหล็กผลักไดโพลแม่เหล็กออกจากสนามแรงที่ไหน
,
, ที่ไหน ส่วนประกอบของพลังงานจลน์ของอนุภาคที่ขวางกับสนามแม่เหล็ก สำหรับสนามแม่เหล็ก ดังที่แสดงไว้ ความสัมพันธ์ต่อไปนี้ใช้ได้:
, ที่ไหน ร cr- รัศมีความโค้งของเส้นแรง - เวกเตอร์ปกติของหน่วย

ความเร็วของการดริฟท์แบบไดแมกเนติก (ไล่ระดับ) โดยที่ - ชีวปกติกับเส้นสนาม ทิศทางของการเคลื่อนตัวไปตามชีวนอร์มัลจะแตกต่างกันสำหรับอิเล็กตรอนและไอออน