通過環形磁場聚焦離子很難實現嗎?

時間 2021-06-01 23:32:01

1樓:gyroscope

理論上環形磁場是可以聚焦粒子的。問題是根據安培定理,如果想產生環形的靜磁場,需要有電流從中間通過。而中間是束流經過的地方,所以我們沒辦法用通電導線產生的環形磁場聚焦。

實踐中是用四極磁鐵產生的四極磁場來對粒子束進行聚焦。四極磁場的形狀如下圖所示。

這種磁場結構會在乙個方向上聚焦,而在和它垂直的方向上散焦。而根據光學,乙個凸透鏡和乙個凹透鏡的組合可以等效成乙個凸透鏡。所以我們讓前後兩塊四極磁鐵極性相反,就可以在兩個方向上都實現聚焦。

所以粒子加速器是用四極磁場進行聚焦。

不過環形磁場也不是不可以用。根據安培定理,除了電流可以產生磁場,變化的電場也可以產生磁場。如圖是乙個圓柱形諧振腔。

圓柱形諧振腔最簡單的模是TM010模。TM010模電場只有縱向分量(z方向),磁場只有角向分量(θ方向)。如果粒子選取合適的時機從中軸線上通過諧振腔,就可以在加速的同時獲得聚焦。

如果我們把若干個諧振腔排成一列,讓粒子依次通過,就構成乙個駐波直線加速器。這個加速器可以同時實現加速和聚焦。

2樓:木匠

環形磁場不具備離子聚焦的能力。不過我猜你說的是環狀的線圈產生的磁場?這樣的磁場方向是軸向的,對離子有一定的聚焦能力,在離子能量比較低的時候還是很常用的。

比如直接由線圈繞制的螺線管透鏡。

為什麼分子內部的環形電流會產生磁場呢?分子電流假說證明巨集觀物體能產生磁場,那微觀物體如何產生磁場?

劉子璇 一開始安培提出分子電流假說的時候,認為每個原子的外層核外電子繞原子核運動時會產生環電流,這就好比是乙個通電的小線圈,畢竟只要有電荷的定向移動,就有電流,根據電流磁效應,線圈會產生磁矩M IS,I是電流大小,S是線圈面積,因此每個分子都可以看做是乙個小磁針,這是早期的分子電流假說。後來人們發現...

如何評價電影《環形使者》?

我看的時候,我構想出另乙個版本的環形使者。這個環形使者跟時光機存在的意義,都是召喚師雨為了救自己的媽媽而存在。不停的送回去那些三十年的人,只是為了找出那個最適合保護召喚雨媽媽的人。比如這個最聰明的老喬,他逃脫了被自己殺死的閉環命運,為了救下最心愛的女人,老喬一定會去找召喚師雨。為什麼召喚師雨不會自己...

飛機能否使用環形跑道?

AngusC 好歸好,但靠空管的話根本不能完全發揮圓形跑道不用盤旋改航向降落的優勢 畢竟空管的工作量已經很大,不能還要求他們控制航班的同時讓多班航班降落 起飛,而且由於圓形跑道其實是等於一條大跑道,對於空管之間的互相協調的能力要求會進一步提公升 不過如果等到將來AGI普及 包括無人駕駛以及空中管制 ...