带电粒子在非均匀电磁场中的运动分析

题目：带电粒子在非均匀电磁场中的运

动分析

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目 录

1.引言： ............................................................ 1 2.静带电粒子在均匀，恒定磁场中的运动 ................................ 1 3.带电粒子在均匀，恒定电磁场中的运动 ................................ 2 3.1带电粒子在均匀，恒定电磁场中的运动的分析 ...................... 2 3.2带电粒子在均匀电磁场中的运动微分方程 .......................... 2 4.带电粒子在非均匀，恒定磁场中的运动 ................................ 5 5.带电粒子在非均匀磁场中的几种漂移 .................................. 6 5.1梯度漂移 ...................................................... 6 5.2曲率漂移 ...................................................... 8 6．结论 ............................................................. 9 7．叁考文献： ...................................................... 10 8.致谢 ............................................................. 11

带点粒子在非均匀电磁场中的运动

摘要：本文中论述带电粒子在均匀电磁场中的运动情况，并对带电粒子在非

均匀电磁场中的运动进行较深刻的讨论，及推导带电粒子在非均匀磁场中运动时的漂移速度。

关键词：带电粒子;电场;磁场;漂移速度

新疆师范大学2012届本科毕业论文

1.引言：

在很多等离子体的应用中, 都涉及到磁场对等离子体的作用. 因此, 研究带电粒子在非均匀磁场中的运动, 对于研究等离子体的应用是很有必要的. 大家知道带电粒子在均匀恒定磁场中的运动由两部分组成：一部分是沿磁感应线的(纵向)匀速直线运动; 另一部分是环绕磁感应线的( 横向)匀速圆周运动. 这两部分合起来就是使带电粒子沿磁感应线作螺旋运动. 在非均匀恒定磁场中,会发生洛伦磁力方向上的漂移，还会发生一种垂直于磁场方向的漂移。

2.静带电粒子在均匀，恒定磁场中的运动

带电粒子在磁场中的运动，受lorentz力的作用，其运动方程： ma?qv?B (1) 在磁场B均匀，恒定条件下，垂直于B的速度分量v?受到与B和v?都垂直的恒力qv?B的作用，使带点粒子在垂直于B的平面内以v?作匀速圆周运动，圆半径为 rL=

mv? (2) qBrL称为回旋半径或Larmor半径，圆周运动的角速度为

?L=

qBv? = （3）

mr??L称为回旋圆频率(Larmor频率)。平行于B的速度分量?//不受力，使带电粒子

沿B的方向即沿磁力以?作匀速直线运动。因此，带电粒子在均匀恒定磁场中的运动轨迹是以磁力线为轴的等距螺旋线，螺距为 h=v//TL=

2?2?mv// （4） qB TL=

?L=

2?rL （5） v?1