-chap-单粒子运动之三.pptVIP

第二章作业 2－1.忽略平行于磁场的速度,计算下列条件下的拉莫半径rL. 地球磁场为0.5高斯中的10keV的电子； 流速为300km/s,B=5X10-5G的太阳风质子； 2－2、与电场和磁场垂直的方向漂移的物理原因是什么？ 2－3、初始时刻静止在原点的质量为m，电荷为q的粒子受到稳定电场和稳定磁场： 的作用。试证明，当粒子的拉莫回旋速度等于漂移速度时，即： 该粒子将在z=0平面上做下列摆线运动： Thank you for your attention * * * 时一次磁暴发生27天（一个太阳自转周期）后 * 　　太阳磁暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子流形成的高速粒子流。由于太阳风暴中的气团主要是带电等离子体，并以每秒钟400公里到800公里的速度闯入太空，因此它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。 * 电离层:60-----1000多千米 来袭时自由电子浓度增大,浓度越大对短波的吸收能力越强,短波衰减,有时浓度特大,那么短波就会被完全吸收. 有了电离层以后，因为电离层它里面是电子和离子组成的，它对电磁波有折射和反射作用，那么电离层是包围在地球外面，那么我们可以看到，当发射一个短波出去的时候，碰到电离层它就会反射，这样的话我就有可能在地球背面的接收站来接收到无线电台所发出来的电磁波，因此我就可以在地球的背面来收听无线电波，这个仅局限于短波有这个功能，对于电视信号来讲还不行，电视信号，电离层虽然对它有影响，使它的传播路径有点歪曲，但是它可以透过去，，这个时候，我们就要借助于卫星的帮助，如果我发射一个卫星，（然后）发射电视信号，到卫星上，卫星接收以后，再发射回来，那么我们就可以在地球的背面接受到这个电视信号，这就是现在我们电视转播的一个概念，无论是短波也好，或者电视信号也好，或者其他频率的电磁波也好，我们可以看到它都会受到电离层的影响，那么也就是说，如果说我电离层受到扰动以后，我所有的短波信号电视信号都会受到干扰 * 1.当一个卫星在辐射带里的时候，它会充电，大家看到它表面充电，充电多了之后会造成击穿，卫星被击穿之后，它的姿势控制就改变了，姿势控制改变它偏离了太阳，所以没有太阳能，整个卫星变成一个死星，变成一个空中的垃圾。这个时候同学们的手机可能会出现麻烦，因为大家知道手机是通过卫星来传输的，那么整个这次太阳周一个日冕物质抛射的时候，使美国一个卫星整个失效，四千五百万手机用户受到损失。除了这个之外，变电系统由于地磁场迅速地变化，可以使得变电系 2.无论是短波也好，或者电视信号也好，或者其他频率的电磁波也好，我们可以看到它都会受到电离层的影响，那么也就是说，如果说我电离层受到扰动以后，我所有的短波信号电视信号都会受到干扰， 大气被加热,密度增大,许多一千千米以下的低轨飞行器受到比以往更大的阻力,有可能坠毁. 那么耀斑爆发的时候，产生大量的高能粒子，这些高能粒子传播到以差不多相对论的速度，就是零点几倍的光速，也就是说花几分钟到几十分钟的时间，传播到地球轨道处，打在卫星探测器的耙面上，打在耙面上之后，使得探测器短期工作失灵，所以这个时候你看到的是这种雪花点，所以空间物理学家把它称雪暴。 就是一个高能的粒子就可以造成整个卫星的失败，这种事件我们叫单粒子事件，就是一个粒子就可以造成的事件，这个图上给出一个最基本的一个集成电路的一个单元，我们叫PMG，所有的逻辑线路，所有的储存器都是由这种基本（单元）构成的，如果说在空间我们刚才知道有很高能量的太阳宇宙线，和辐射带的粒子，有个粒子打上去的话，我们可以发现在通过的PMG的周围就会打出很多等离子体，形成很多电子和离子，那么电子和离子在PMG的电场作用下，它就会形成一个电脉冲，这个电脉冲进入了电路以后，它就会造成逻辑状态的翻转，就是说，如果我储存器里面原来存着0，那么由于高能粒子通过，所造成的影响它变成1了，或者1就变成了0了，这样一个结果，可想而知，如果仅仅 * 1.可以使得变电系统出现高压脉冲，整个变压器被烧掉，这时候会使得供电系统不能正常工作。 * 。这是我们看到的磁层，地球的磁层对日冕物质抛射的响应过程，当日冕物质抛射过来的时候，它压破磁层的磁层顶，大家看到压破磁层顶，粒子会使得磁层受到损害，那么太阳风和太阳磁场能量会通过磁尾，来返到地球极区，造成 极光 2.6 随时间缓慢变化的磁场 考虑在空间中均匀，但随时间变化的B。 考虑磁场在空间中均匀，但随时间变化,即： 变化缓慢，很小， 假设: 由于罗仑兹力总是垂直于v，磁场本身不能将能量传递给带电粒子。 变化的磁场产生电场: 电场会对电荷粒子加速，由于这个可能是不均匀的和随时间变化的，自然会产生漂移? 计算电场： 所以可以近似看作常数 微分形式? 积分形式? dl是沿着粒子的轨道矢量 S是rL轨道包围的面积 变