淺談等離子體的單粒子運(yùn)動

標(biāo)題：Plasma等離子體的單粒子運(yùn)動是怎樣的？

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等離子體的單粒子運(yùn)動主要研究單個帶電粒子在外磁場中的運(yùn)動。在均勻恒定磁場中，帶電粒子運(yùn)動很簡單。

  平行磁場的是等速運(yùn)動，垂直磁場的是繞磁力線的圓運(yùn)動（拉莫爾圓），即帶電粒子的回旋運(yùn)動。

  如果除磁場外，還有其他外力F，則粒子除沿磁場運(yùn)動外,在垂直磁場方向，一面作回旋運(yùn)動，一面作漂移運(yùn)動。漂移運(yùn)動是拉莫爾圓的圓心（即導(dǎo)向中心）垂直于磁場的運(yùn)動，可以由靜電力或重力引起。對于非均勻磁場，漂移也可以由磁場梯度和磁場的曲率等引起。

而靜電力引起的正負(fù)電荷的漂移相同，因而不形成電流。而非靜電力引起的正負(fù)電荷的漂移是相反的，會形成電流。

  當(dāng)磁場隨時間及空間變化十分緩慢時，可以把粒子運(yùn)動看成是回旋運(yùn)動和導(dǎo)向中心運(yùn)動的疊加。為使問題簡化起見，可以不考慮快速的回旋運(yùn)動而只考慮導(dǎo)向中心的運(yùn)動，這就是漂移近似。在粒子軌道理論中，主要就是采用漂移近似來研究粒子的運(yùn)動。

在緩變磁場中，有三個絕熱不變量，其中比較重要的一個是粒子的磁矩 是垂直于磁場B的速度分量,m是質(zhì)量。這個性質(zhì)和帶電粒子在磁力作用下動能不變，使得帶電粒子會被一定形態(tài)的非均勻磁場約束住。例如地磁場就能約束帶電粒子形成地球輻射帶（范艾倫帶）。受控?zé)岷司圩兊拇喷R裝置也是利用了這個性質(zhì)來約束等離子體的。

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