Магнітна жорсткість
Фізична величина | |||
---|---|---|---|
Назва | Магнітна жорсткість | ||
Вид величини | скалярна величина | ||
Позначення величини | |||
Позначення для розмірності | L2MT-3I-1 | ||
Системи величин і одиниць | Одиниця | Розмірність | |
SI | Тл·м
|
||
СГСЕ (Ел-стат.) | |||
СГСМ (Ел-магн.) |
Магні́тна жо́рсткість — фізична величина, що визначає вплив магнітного поля на рух зарядженої частинки.
Магнітна жорсткість виражається відношенням «енергії» частинки до її електричного заряду[1]:
де
- — імпульс частинки;
- — швидкість світла у вакуумі;
- — електричний заряд частинки;
Одиниці вимірювання магнітної жорсткості — тесла-метр (Тл·м) в СІ і статвольт або абвольт в СГС.
Рух частинок у магнітному полі[ред. | ред. код]
З рівності сили Лоренца і відцентрової сили можна отримати співвідношення
На заряджену частинку, що рухається в постійному магнітному полі зі швидкістю , діє сила Лоренца (в системі СГС)
- .
За другим законом Ньютона, рівняння руху записуються як
де для релятивістського руху маса частинки визначається через масу спокою як
Сила Лоренца, напрямлена перпендикулярно до вектора швидкості та вектора магнітної індукції, роботи не виконує, тому модуль швидкості частинки та її релятивська маса в постійному магнітному полі не змінюватимуться. Змінюватиметься тільки напрям вектора швидкості, причому паралельна до поля складова швидкості залишатиметься сталою, а перпендикулярна складова повертатиметься. Таким чином,
де буде доцентровим прискоренням. Зважаючи на те, що проєкція імпульсу на площину, перпендикулярну до , дорівнює , маємо
Траєкторією частинки буде спіраль з радіусом кривини , «накручена» на силову лінію.
де — індукція магнітного поля, — ларморів радіус, а — проєкція імпульсу на площину, перпендикулярну до напрямку поля . Таким чином, магнітна жорсткість чисельно дорівнює[1]
Частинки з однаковою жорсткістю будуть рухатися по однакових траєкторіях.
Див. також[ред. | ред. код]
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ а б Мурзин В. С. Астрофизика космических лучей: Учебное пособие для вузов. — Университетская книга. — М. : Логос, 2007. — С. 20 — 21. — (Классический университетский учебник) — 1500 прим. — ISBN 978-5-98704-171-6.
Література[ред. | ред. код]
- Мурзин В. С. Астрофизика космических лучей: Учебное пособие для вузов. — Университетская книга. — М. : Логос, 2007. — 488 с. — (Классический университетский учебник) — 1500 прим. — ISBN 978-5-98704-171-6.
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. — 3-e издание, стереотипное. — М.: Физматлит, 2006. — Т. V. Атомная и ядерная физика. — 784 с. — 3000 экз. — ISBN 5-9221-0645-7.
Посилання[ред. | ред. код]
- Юшков Б.Ю. Жёсткость геомагнитного обрезания. Проникновение космических лучей в магнитосферу Земли (рос.). НИИЯФ МГУ: Космические исследования и взаимодействия космической среды с системами и материалами космических аппаратов. Архів оригіналу за 17 квітня 2013. Процитовано 24 листопада 2011.