پلاسما در میدان مغناطیسی

اهداف درس:

·        بررسی پلاسما در میدان مغناطیسی

·        بررسی اثر تنگش مغناطیسی در پلاسما

·        ارائه روش هایی برای افزایش چگالی پلاسما

شرح درس:

در این درس می خواهیم اثر میدان مغناطیسی را روی پلاسما بررسی نماییم.

همان طور که می دانید، چنانچه به ذره ای که در حال حرکت است، میدان مغناطیسی اعمال شود به طوری که این میدان اعمال شده با حرکت ذره موازی باشد، اثر میدان، مسیر حرکت را به صورت دایره ای در می آورد. بنابراین در این حالت، ذره هم دارای حرکت روی خط مستقیم، می باشد و هم روی مسیر دایره ای حرکت خواهد کرد و همان طور که در شکل زیر مشاهده می شود، مسیر حرکت به صورت مارپیچ خواهد بود.

توجه کنید که هر چه میدان مغناطیسی اعمال شده، قوی تر باشد، شعاع دایره کوچکتر خواهد بود و هر چه میدان ضعیف تر باشد، شعاع دایره بزرگتر خواهد بود.

شکل ٢

یکی از راه هایی که در آن میدان مغناطیسی می تواند بر پلاسما اثر کند، عبور دادن جریان از داخل آن است. همان طور که می دانید، هر جریانی در اطراف رسانای حامل خود میدان مغناطیسی تولید می کند. در این حالت جهت های میدان مغناطیسی و حرکت ذرات خیلی واضح نیستند، میدان مغناطیسی باعث منقبض شدن پلاسما می شود.

گاهی در عمل لازم است که چگالی پلاسما را افزایش دهیم، با استفاده از این اثر که تنگش مغناطیسی نامیده می شود اغلب می توان چگالی پلاسما را تا آنجا که لازم است افزایش داد.

در عمل، وقتی که تنگش مغناطیسی تولید می شود، هم میدان الکتریکی و هم میدان مغناطیسی بر پلاسما اثر می کنند، هیچ راه عملی برای جلوگیری از این اثر وجود ندارد. در مورد حرکت مارپیچی حاصل از میدان مغناطیسی، چنانچه یک میدان الکتریکی موازی با میدان مغناطیسی در آنجا برقرار کنیم، اثر آن شتاب دادن به حرکت در امتداد میدان مغناطیسی و باز شدن مارپیچ است. افزایش سرعت باعث افزایش نیروی مغناطیسی وارد بر ذره و کاهش دایره ی مسیر حرکت خواهد بود.

مرکز یادگیری سایت تبیان -  تهیه و تنظیم: نوربخش