收敛磁铁英文解释翻译、收敛磁铁的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 convergence magnet
分词翻译:
收敛的英语翻译:
constringency; convergence; restrain oneself; weaken
【计】 converging
【化】 convergence
【医】 adstrictio; astriction; astringe; astringency; stypsis
磁铁的英语翻译:
magnet
【计】 megnet
【医】 magnet
专业解析
"收敛磁铁"在专业领域(特别是加速器物理离子体物理)的汉英对应及核心含义如下:
一、 核心定义与英文对应
- 中文术语: 收敛磁铁
- 英文术语:Converging Magnet 或更常见的Focusing Magnet (聚焦磁铁)
- 本质: 指一种能产生特定空间分布磁场的磁体装置(电磁铁或永磁体)。
- 核心功能: 利用磁场力使运动的带电粒子束(如电子束、质子束、离子束)向预设的中心轴线或焦点区域汇聚、集中,控制束流的尺寸和发散角,防止其因库仑斥力或初始发散而过度扩散。其作用类似于光学透镜对光线的聚焦。
二、 工作原理与物理机制
- 磁场梯度聚焦: 收敛磁铁的关键在于产生具有特定磁场梯度的空间分布。常见的类型是四极磁铁。
- 洛伦兹力作用: 带电粒子在磁场中运动时受到洛伦兹力($ vec{F} = q(vec{v} times vec{B}) $)。在梯度磁场中,不同位置(如离轴距离不同)的粒子受到的力不同。
- 收敛效应: 对于设计良好的收敛磁铁(如水平聚焦四极磁铁),其磁场分布使得粒子在垂直于束流前进方向(横向)上受到的洛伦兹力指向中心轴线。这个力提供了一种“恢复力”,将偏离轴线的粒子拉回,从而实现束流的横向聚焦和尺寸控制。其效果可以用粒子横向运动方程描述,理想情况下表现为简谐振荡(Betatron Oscillation)。
三、 主要应用场景
- 粒子加速器: 在环形或直线加速器中,收敛磁铁(聚焦磁铁)与偏转磁铁(Dipole Magnet)配合使用,构成磁铁 lattice。它们交替排列,共同约束带电粒子束在真空管道内沿设计轨道稳定运行,克服粒子间的排斥力和初始发射度导致的发散,是维持束流品质、实现高亮度加速的关键元件。例如北京正负电子对撞机(BEPCII)、欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)都大量使用聚焦四极磁铁。
- 核聚变装置(磁约束): 在托卡马克等磁约束聚变装置中,复杂的磁场位形(由环向场线圈、极向场线圈等共同产生)用于约束高温等离子体。虽然不常直接称为“收敛磁铁”,但磁场位形设计的一个核心目标就是实现磁力线的“收敛”或“剪切”,形成磁面,将等离子体粒子约束在远离器壁的中心区域,防止其损失能量和粒子。磁镜装置则更直接地利用端点处更强的磁场(磁场梯度)来反射粒子,实现轴向约束。
- 带电粒子束传输线: 在将粒子束从加速器引出并传输到实验靶站或应用装置(如同步辐射光源、医疗装置)的束流传输线中,收敛磁铁用于在特定位置聚焦束流,匹配不同区段的束流光学特性,确保束流高效、低损失地传输。
- 电子显微镜/粒子束加工: 在电子光学系统中,磁透镜(本质上是收敛磁铁的一种)用于聚焦电子束,以获得高分辨率的成像或进行精密的微加工。
四、 与相关术语的区分
- 发散磁铁 (Diverging Magnet): 作用与收敛磁铁相反,使粒子束横向发散。在加速器中,聚焦(收敛)和散焦(发散)磁铁通常成对出现以实现稳定聚焦。
- 偏转磁铁 (Bending Magnet / Dipole Magnet): 主要功能是使粒子束整体改变运动方向(偏转),实现环形轨道或束流引导,其聚焦效应是次要的或特定的。
- 校正磁铁 (Corrective Magnet): 如六极磁铁、八极磁铁等,主要用于校正束流的非线性误差或特定像差,而非主要的聚焦功能。
权威参考来源:
- 中国科学院高能物理研究所 - 加速器原理: 该页面介绍了粒子加速器中磁铁系统的基本功能,包括聚焦磁铁(收敛磁铁)的作用。 https://www.ihep.cas.cn/kxcb/kpcg/jsq/ (请确认链接有效性,若失效可参考其出版物或相关科普文档)
- 国际热核聚变实验堆 (ITER) 组织 - 磁约束聚变: ITER官网详细解释了托卡马克中磁场如何约束等离子体,涉及磁力线收敛和磁面的概念。 https://www.iter.org/mach
- 《加速器物理基础》 (丁富荣, 班勇 等 著): 国内经典加速器物理教材,系统阐述了带电粒子束的聚焦原理、四极磁铁的设计与应用。 (书籍类来源,无直接链接,可通过各大图书馆或学术数据库获取)
- 美国能源部科学办公室 - 加速器与探测器: 提供关于粒子加速器中磁铁系统(包括聚焦磁铁)作用的概述。 https://www.energy.gov/science/accelerators
网络扩展解释
关于“收敛磁铁”这一术语,综合现有资料分析如下:
-
术语可能性分析
目前提供的搜索结果中,均未直接提及“收敛磁铁”这一专业术语。常规磁铁的分类和功能主要围绕形状(如马蹄形、圆柱形)、材料(如钕铁硼、铁氧体)或用途(如电机、传感器)展开。
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可能的含义推测
“收敛”在物理学中通常指场线聚集或趋向某一点的现象。结合磁铁特性,推测“收敛磁铁”可能指以下两种场景:
- 磁场聚焦设计:通过特殊形状(如多极磁铁)使磁场线集中,用于粒子加速器中对带电粒子束的聚焦控制。
- 磁场强度衰减控制:在特定应用中限制磁场扩散范围,例如医疗设备或精密仪器中需局部强磁场的场景。
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建议与补充
由于该术语缺乏权威定义,建议结合具体上下文判断其含义。若涉及专业领域(如高能物理),可能指向粒子束控制装置中的磁铁类型;若为工业或日常场景,可能为描述磁场收敛效果的通俗表达。
如需进一步确认,请提供更多使用场景或文献来源。
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