Gyroradius是什么意思，Gyroradius的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
n. 拉莫频率
专业解析
Gyroradius（回旋半径），也称为Larmor半径或回旋半径，是等离子体物理、电动力学和空间物理学中的一个核心概念。它描述了一个带电粒子（如电子或离子）在均匀恒定磁场中作螺旋运动时，其运动轨迹投影到垂直于磁场方向的平面上的圆周半径。
核心定义与物理意义：
当带电粒子以速度 ( v ) 进入均匀磁场 ( mathbf{B} ) 时，磁场施加的洛伦兹力 ( mathbf{F} = q(mathbf{v} times mathbf{B}) ) 会使粒子发生偏转。由于力的方向始终垂直于粒子的瞬时速度方向，粒子将在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动，同时沿平行于磁场的方向保持匀速直线运动，整体轨迹呈螺旋线形。这个圆周运动的半径即为Gyroradius ( rho )。
计算公式：
Gyroradius 的计算公式为：
$$
rho = frac{m v_{perp}}{|q| B}
$$
其中：
- ( m ) ：粒子的质量（千克）
- ( v_{perp} ) ：粒子速度在垂直于磁场方向的分量（米/秒）
- ( q ) ：粒子所带的电荷量（库仑）
- ( B ) ：磁场的磁感应强度大小（特斯拉）
关键特性解读：
- 与垂直速度成正比：粒子在垂直磁场方向的速度分量 ( v_{perp} ) 越大，离心力越大，所需的圆周半径 ( rho ) 也越大。
- 与磁场强度成反比：磁场 ( B ) 越强，洛伦兹力越大，粒子偏转越剧烈，回旋半径 ( rho ) 就越小。
- 与粒子质量成正比：质量 ( m ) 越大的粒子惯性越大，在相同 ( v_{perp} ) 和 ( B ) 下更不容易被偏转，故 ( rho ) 越大。
- 与电荷量成反比：电荷量 ( |q| ) 越大的粒子受到的洛伦兹力越大，在相同 ( v_{perp} ) 和 ( B ) 下偏转更明显，故 ( rho ) 越小。
- 平行运动不受影响：粒子沿磁场方向的速度分量 ( v_{parallel} ) 不受磁场影响，保持匀速直线运动，这决定了螺旋线的螺距。
重要应用领域：
- 磁约束聚变：在托卡马克等装置中，等离子体粒子被强磁场约束。粒子的Gyroradius远小于装置尺寸是有效约束的关键条件之一。
- 空间物理与磁层物理：地球磁层捕获的带电粒子（如范艾伦辐射带）围绕磁力线作回旋运动，其Gyroradius决定了粒子被捕获的区域和运动模式。
- 等离子体诊断：测量特定能量粒子的Gyroradius可以帮助推断局部磁场的强度。
- 粒子加速器与天体物理：在同步辐射源、宇宙射线传播等场景中，带电粒子在磁场中的轨迹（包括Gyroradius）至关重要。
权威来源参考：
- NASA - Gyroradius Definition：美国国家航空航天局在其关于空间等离子体物理的科普和教育材料中详细解释了Gyroradius的概念和重要性。来源：NASA Science - Gyromotion
- MIT OpenCourseWare - Plasma Physics：麻省理工学院公开课程《等离子体物理导论》讲义深入阐述了带电粒子在磁场中的运动，包括Gyroradius的推导和应用。来源：MIT OCW - Introduction to Plasma Physics I
网络扩展资料
Gyroradius（回转半径）是物理学中用于描述带电粒子在磁场中运动轨迹的重要概念，具体解释如下：
1. 定义与词源
- 词源构成：由“gyro-”（源自希腊语“gyros”，意为“旋转”）和“radius”（拉丁语，意为“半径”）组合而成。
- 基本含义：指带电粒子在均匀磁场中做螺旋运动时的圆形轨道半径，也称为拉莫尔半径（Larmor radius）。
2. 物理意义
当带电粒子（如电子或离子）进入磁场时，其运动方向会因洛伦兹力作用发生偏转，形成垂直于磁场的圆周运动，而沿磁场方向的运动保持不变，整体轨迹呈螺旋形。
此时，粒子圆周运动的半径即为Gyroradius，其大小与粒子质量、速度及磁场强度相关。
3. 公式表达
Gyroradius的计算公式为：
$$
r = frac{mv_perp}{qB}
$$
其中：
- ( r ) 为回转半径；
- ( m ) 为粒子质量；
- ( v_perp ) 为粒子垂直于磁场的速度分量；
- ( q ) 为粒子电荷量；
- ( B ) 为磁感应强度。
4. 应用领域
- 等离子体物理：研究核聚变反应中粒子的约束行为。
- 空间物理：分析地球磁层中太阳风粒子的运动。
- 天体物理学：解释宇宙射线的传播机制。
参考资料
- 词根解析与基本定义参考（海词词典）、（radius词义）；
- 物理意义及公式为物理学通用知识，结合词根释义推导。
如需更深入的技术细节，建议查阅物理学专业文献或权威教材。
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