Новый подход к
моделированию полей
Языковые версии сайта:

>> >> >>

Заряженная частица в однородном магнитостатическом поле. Цилиндрическая задача.

Тип задачи:
Осесимметричная задача магнитостатики.

Геометрия:

Заряженная частица в однородном магнитостатическом поле. Цилиндрическая задача.

Исходные данные:
Относительная магнитная проницаемость вакуума μ = 1;
Магнитная индукция внешнего поля Bx = -4 мT.
Заряд (электрона) q = -1.602e-19 Кл
Масса (электрона) m = 9.109e-31 кг
Начальная скорость (vx;vy;vz) = (0; 5e6; 5e6) м/с.
Координата вылета частицы: (0; 0; 0).

Задание:
Рассчитать траекторию движения заряженной частицы в магнитном поле, пренебрегая релятивистскими эффектами.

Решение:
Аналитическое решение - спиралевидная траектория.
Радиус в XY-плоскости RXY = vy / Bz · m/q [м].
Период T = 2π / Bz · m/q [с].
Сила Лоренца Fφ = q·vy·Bz [Н].

Для расчета траектории движения частицы в ELCUT была использована бесплатная утилита TrajectoryTracer.

Результаты:

Аналитическое решение:
Радиус в XY-плоскости RXY = (5e6/0.004) · (9.109e-31/1.602e-19) = 0.00711 м.
Период T = (2·3.142/0.04) · (9.109e-31/1.602e-19) = 8.93e-9 с.
Сила Лоренца Fφ = 1.602e-19 · 5e6 · 0.04 = 3.20e-15 Н.

Утилита TrajectoryTracer:
Радиус в XY-плоскости RXY = 0.14215/2 = 0.00711 м.
Период T = 4.47e-9·2 = 8.94e-9 с.
Сила Лоренца Fφ = 3.20e-15 Н.

Download Загрузить файлы задачи.

Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН


Карта сайта