
【化】 Larmor radius
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【机】 pull; tension; tractive
【机】 mole
radii; radius; semidiameter
【计】 R
【医】 radii; rndius
拉莫尔半径(Larmor radius)是带电粒子在均匀磁场中运动时形成的螺旋轨迹半径,英文对应词为"Larmor radius"或"gyroradius",国际音标标注为[ˈlɑːrmɔːr ˈreɪdiəs]。该概念由爱尔兰物理学家约瑟夫·拉莫尔在1897年研究电子运动理论时首次提出。
在等离子体物理中,拉莫尔半径的数学表达式为: $$ r_L = frac{mv_perp}{|q|B} $$ 其中$m$为粒子质量,$v_perp$是垂直于磁场的速度分量,$q$为粒子电荷量,$B$为磁感应强度。此公式源自带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力平衡离心力的关系。
实际应用中,拉莫尔半径的数值特性直接影响等离子体约束效果。例如在托卡马克核聚变装置中,氘核在5特斯拉磁场下的典型拉莫尔半径约为8毫米,这个尺度参数决定了磁镜装置的最小尺寸设计。美国物理学会期刊《Physical Review E》的多篇研究证实,当粒子拉莫尔半径与等离子体特征尺度相当时,会引发重要的边界层湍流现象。
在工程计算领域,该参数常用于:①粒子加速器的束流控制;②电离层无线电波传播建模;③宇宙射线在地磁场中的偏转分析。普林斯顿等离子体物理实验室的实测数据显示,太阳风中质子的拉莫尔半径在1天文单位处可达数百公里量级。
拉莫尔半径(Larmor radius)是描述带电粒子在均匀磁场中运动轨迹的重要物理量,具体定义为粒子垂直于磁场方向的运动速度分量所对应的回旋轨道半径。以下为详细解释:
拉莫尔半径的经典计算公式为: $$ r_L = frac{mv_perp}{qB} $$
该公式表明,半径与粒子质量、垂直速度成正比,与电荷量和磁场强度成反比。
如需进一步了解具体应用场景(如Z箍缩内爆中的瑞利-泰勒不稳定性),可参考相关文献。
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