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带电粒子在电场与磁场中的运动SingleParticleMotion
Single Particle Motion 2011
October
Space
Physics
I
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Gyro Motion • Equations of Motion of a charge particle in a uniform magnetic field B = e B z dx = v dt dv m = q v × B dt • Home Work 1.1: For a given set of initial conditions: At t = 0, x = y = z = 0 vx = v0 vy = vz = 0 Solve the above equations of motion, find the solutions of x (t),y(t),v (t),v (t) x y 2
E cross B Drift • Equations of motion of a charge particle in a uniform magnetic field B and a uniform electric field E, which is perpendicular to the magnetic field. dv m = q(E + v × B) dt • Averaging over one gyro period, we can obtain equation for low frequency guiding-center motion, E + v × B = 0 drif t E × B • Solution: v = drif t 2 B 3
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Physical Pictures of the E cross B Drift • Gyro radius of a particle increases with increasing speed or kinetic energy
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