к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Гиромагнитная частота

Гиромагнитная частота (циклотронная частота) - частота вращения свободной заряж. частицы (электрона, позитрона, иона, ...) в пост. однородном магн. поле В. Заряж. частица в магн. поле движется по винтовой линии, равномерно смещаясь со скоростью 1119925-140.jpg вдоль магн. поля и вращаясь по окружности радиуса 1119925-141.jpg В со скоростью 1119925-142.jpg в плоскости, ортогон. магн. полю. Здесь 1119925-143.jpg1119925-144.jpg- масса движущейся частицы, q и т0 - заряд и масса покоя частицы, v - её мгновенная скорость, с - скорость света в вакууме. Указанное вращение происходит под действием Лоренца силы 1119925-145.jpg. Частота вращения, т.е. Г. ч., равна1119925-146.jpg. Величина1119925-147.jpg, являющаяся предельным нерелятивистским 1119925-148.jpg значением Г. ч., не зависит от скорости и определяется массой покоя частиц-ы, её зарядом и магн. полем. В зависимости от величины магн. поля Г. ч. 1119925-149.jpg, напр. электрона, меняется в широких пределах: от неск. Гц в межзвёздной среде (В~10-6 Гс) и 1 МГц в земном магн. поле до 104 МГц в поле солнечного пятна и 1013 МГц в магнитосфере нейтронной звезды (В~5*1012 Гс).

При релятивистском движении Г. ч. определяется полной массой частицы т и, следовательно, зависит от скорости (см. Относительности теория ).Это обстоятельство наряду с релятивистским Доплера эффектом обусловливает смещение спектра излучения релятивистских частиц в магн. поле (см. Синхротронное излучение)и принципиальную возможность группировки излучающих частиц (электронов) в мазерах на цикла, тронном резонансе. Излучение эл--магн. волн частицей, движущейся в магн. поле, происходит на Г. ч. и кратных ей частотах. В результате излучения энергия и скорость частицы уменьшаются (реакция излучения ),а реальная траектория представляет собой скручивающуюся спираль (винтовую линию с перем. радиусом и шагом). При распространении в ионизов. газе (плазме) или проводящем твёрдом теле эл--магн. волн с частотой, близкой к Г. ч. и кратным ей частотам, наблюдается циклотронный резонанс.

Последоват. квантово-электродинамич. описание взаимодействия эл--магн. поля с заряж. частицей, вращающейся в однородном магн. поле, показывает, что последнюю следует рассматривать как квантовую систему с дискретным энергетич. спектром Ek (квантовые уровни), k=0, 1, 2, ... (квантуется только энергия Ek движения поперёк магн. поля). Для частицы со спином 1/2 имеем 1119925-150.jpg . Дискретными величинами являются также масса тk, (или полная энергия тkс2)и соответствующая классич. Г. ч.1119925-151.jpg. Спектр значений полной энергии не является эквидистантным. Этот эффект зависит от величины1119925-152.jpg1119925-153.jpg , и особенно существен для релятивистских электронов в сильных магн. полях, сравнимых с критич. значением 1119925-154.jpg Гс (напр., в магнитосферах нейтронных звёзд). На низких квантовых уровнях (при малых номерах k)понятия траектории частицы и классич. Г. ч. теряют смысл (см. Квазиклассическое приближение квантовой механики). Поэтому Г. ч. часто наз. квантовую циклотронную частоту 1119925-155.jpg, т. е. частоту кванта излучения (поглощения) при переходе между двумя соседними квантовыми уровнями (см. также Циклотронное излучение).

'; ?>

Литература по гиромагнитным частотам

  1. Берестецкий В. Б., Лифшиц E. M., Питаевский Л. П., Квантовая электродинамика, 2 изд., M., 1980.

В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ