ELEKTROMAGNETICKÉ BLUDIŠTĚ – KE ČTENÍ
Lorentzova síla
Drifty
Typickým pohybem nabitých částic jsou kružnice nebo šroubovice kolem siločar magnetického pole. Tomuto pohybu se říká Larmorova rotace (gyrace, cyklotronní pohyb). Je-li v plazmatu přítomno další pole (například elektrické, gravitační, pole odstředivých sil), které se málo mění v čase a prostoru ve srovnání s periodou a poloměrem Larmorovy rotace, dochází k driftům. Jde o odvalování nabitých částic kolmo na elektrické (nebo jiné) a magnetické pole po křivkách, které nazýváme trochoidy (speciálním příkladem je cykloida). Rychlost odvalování (driftu) je
| vD = F×B/(QB2). | (4) |
Jde o rychlost pohybu gyračního středu. Ze vztahu je jasné, že je tato rychlost kolmá na dodatečné silové pole F a na základní magnetické pole B. Obecně je drift citlivý na znaménko náboje částice a elektrony driftují na jinou stranu než protony. Výjimkou je drift v elektrickém poli, kde je elektrická síla rovna F = QE a ve vztahu (4) se náboj v čitateli zkrátí s nábojem ve jmenovateli. V elektrickém poli driftují elektrony i protony stejným směrem. Velikost této rychlosti je vD = E sin α /B, kde α je úhel mezi elektrickými a magnetickými siločarami. Je známým faktem, že podíl elektrického a magnetického pole je typickou rychlostí v daném systému. V elektromagnetické vlně je například E/B = c. V plazmatu jde o typickou rychlost driftovámí (odvalování) částic.
K nejznámějším driftům patří:
- E×B drift (napříč elektrickému a magnetickému poli, elektrická síla)
- Gravitační drift (napříč gravitačnímu a magnetickému poli, gravitační síla)
- Grad B drift (způsobený změnou hustoty silokřivek magnetického pole, sílou grad B)
- Drift zakřivení (způsobený zakřivením silokřivek magnetického pole, odstředivá síla)
- Polarizační drift (způsobený pomalou změnou elektrického pole s časem, indukovaná síla)
Pohyby nabitých částic nemusí být jen gyrační. Může
docházet k driftům,
tj. jejich kolmému odvalování
v přítomnosti dalšího pole.