Дрейфтік жуықталу . Дрейф қозғалысының түрлері. Жалпы қасиеттері.
Дрейфтік жуықталу Егер тұрақты күштің сыртқы өрістері тығыз емес плазмаға әсер етсе, онда жуықтау кезінде бөлшектердің өзара әрекеттесуінен туындайтын ішкі өрістерді елемеуге болады. Бұл жуықтауда плазманың тәуелсіз бөлшектер жүйесін сыртқы өрістер ретінде қарастыруға болады. Онда сыртқы өрістерде зарядталған бөлшектердің қозғалысын азайту (1) F- бөлшекке әсер ететін барлық күштердің нәтижесі (1) Теңдеу векторлық болып табылады және қарапайым
жағдайлардан басқа аналитикалық жолмен шешілмейді .
Сондықтан дрейфтік жуықтау деп аталатын (1) теңдеуді шешудің жуықтау әдісі плазма физикасында бірінші дәрежелі мәнге иә.
Бөлшектердің қозғалысының компоненттері:
магнит өрісінің сызықтары айналасында циклотронның
жылдам айналуы.
циклотрон шеңберінің центрінің магнит өрісі бойынша
Магнит өрісі әсер етпейтін күш сызықтары бойынша еркін
қозғалыс
1
2
3
Дрейф қозғалысының қасиеттері Дрейф қозғалысы
Дрейф орташа қозғалыс, бірақ негізгі құрамдас бөлігі циклотронның жылдам айналуы болып табылатын шынайы қозғалыс, қарапайым механика заңдарына бағынады.Дрейф қозғалысы циклотронның айналу салдары болып табылады
Қозғалыс дрейфтік сипатта болу үшін циклотронның айналуы айтарлықтай бұзылмауы керек. Ол үшін екі шарт орындалуы керек:
Аддиабатталық шарт - сыртқы өрістер циклотронның радиусына тең ұзындықта және циклотронның айналу периодына тең уақыт ішінде аздап өзгеруі керек.
магниттелу шарты – бөлшектер арасында ғы өзара әрекеттесу
циклотронның айналуын айтарлықтай бұзбауы керек.
Дрейф қозғалысы Дрейф қозғалысы – магниттелген плазмадағы аддиабаталық қозғалыс
Дрейфтік қозғалыс схемасы
Электр дрейфінің жылдамдығы:
Электрлік дрейфтің ерекшелігі: электрлік дрейфтің жылдамдығы бөлшектің зарядына тәуелді емес. Электрон мен ион бір бағытта және бірдей жылдамдықпен қозғалады.
Градиенттік дрейф
Магнит өрісі кеңістікте гетерогенді болсын (градиент бар) біз магнит өрісіне перпендикуляр жылдамдық компонентін қарастырамыз
Электрондар мен иондар әртүрлі бағытта қозғалады
Центрден тепкіш дрейф
Магнит өрісі кеңістікте гетерогенді болсын (градиент бар) біз жылдамдықтың бойлық компонентін қарастырамыз.
Күш сызығы бойымен ϑǁ жылдамдығымен қозғалатын анықтамалық жүйеде бөлшекке центрден тепкіш күш әсер етеді
Fц электр өрісіне эквивалентті:
Дрейф: Электрондар мен иондар әртүрлі бағытта қозғалады
Поляризацияланған дрейф
Тікелей ток өткізгіштің гетерогенді магнит өрісіндегі Дрейф градиент пенцентрифугалық дрейфтердің (тороидтық дрейф)жылдамдықтарының қосындысы болып табылады:
Лармор жиілігінде заряд болғандықтан, біртекті емес магнит өрісіндегі электрондар мен иондар қарама – қарсы бағытта, ток ағыны бағытындағы иондар электрондар-токқа қарсы, диамагниттік ток тудырады. Сонымен қатар , плазмадағы зарядтар бөлінген кезде магнит өрісіне перпендикуляр электр өрісі пайда болады. Айқасқан өрістерде электрондар мен иондар бір бағытта қозғалады яғни плазманы бүтін ретінде қабырғаларға шығару жүреді
Градиентті дрейф
Дрейф белгілі бір жазықтықтың сол және оң жағында магнит өрісі шамасы бойынша өзгермеген кезде де пайда болады, бірақ шекараның сол және оң жағындағы бағытты өзгертеді бөлшектер бірдей радиустағы лармор шеңберлерінде айналады, бірақ қарама-қарсы айналу бағытымен. Дрейф лармор шеңбері бөлім жазықтығын кесіп өткенде пайда болады. Бөлшек қабат жазықтығының қиылысы қалыпты түрде жүрсін, содан кейін лармор шеңбері тік диаметр бойымен "кесілуі" керек, содан кейін оң жақ жартысы Электрон үшін жоғары, ал суретте көрсетілгендей ион үшін төмен қарай шағылысуы керек. Сонымен қатар, лармор кезеңінде қабат бойындағымещысу екі лармор диаметрін құрайды, сондықтан бұл жағдай үшін дрейф жылдамдығы: