Gyroradius是什麼意思，Gyroradius的意思翻譯、用法、同義詞、例句
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n. 拉莫頻率
專業解析
Gyroradius（回旋半徑），也稱為Larmor半徑或回旋半徑，是等離子體物理、電動力學和空間物理學中的一個核心概念。它描述了一個帶電粒子（如電子或離子）在均勻恒定磁場中作螺旋運動時，其運動軌迹投影到垂直于磁場方向的平面上的圓周半徑。
核心定義與物理意義：
當帶電粒子以速度 ( v ) 進入均勻磁場 ( mathbf{B} ) 時，磁場施加的洛倫茲力 ( mathbf{F} = q(mathbf{v} times mathbf{B}) ) 會使粒子發生偏轉。由于力的方向始終垂直于粒子的瞬時速度方向，粒子将在垂直于磁場的平面内作勻速圓周運動，同時沿平行于磁場的方向保持勻速直線運動，整體軌迹呈螺旋線形。這個圓周運動的半徑即為Gyroradius ( rho )。
計算公式：
Gyroradius 的計算公式為：
$$
rho = frac{m v_{perp}}{|q| B}
$$
其中：
- ( m ) ：粒子的質量（千克）
- ( v_{perp} ) ：粒子速度在垂直于磁場方向的分量（米/秒）
- ( q ) ：粒子所帶的電荷量（庫侖）
- ( B ) ：磁場的磁感應強度大小（特斯拉）
關鍵特性解讀：
- 與垂直速度成正比：粒子在垂直磁場方向的速度分量 ( v_{perp} ) 越大，離心力越大，所需的圓周半徑 ( rho ) 也越大。
- 與磁場強度成反比：磁場 ( B ) 越強，洛倫茲力越大，粒子偏轉越劇烈，回旋半徑 ( rho ) 就越小。
- 與粒子質量成正比：質量 ( m ) 越大的粒子慣性越大，在相同 ( v_{perp} ) 和 ( B ) 下更不容易被偏轉，故 ( rho ) 越大。
- 與電荷量成反比：電荷量 ( |q| ) 越大的粒子受到的洛倫茲力越大，在相同 ( v_{perp} ) 和 ( B ) 下偏轉更明顯，故 ( rho ) 越小。
- 平行運動不受影響：粒子沿磁場方向的速度分量 ( v_{parallel} ) 不受磁場影響，保持勻速直線運動，這決定了螺旋線的螺距。
重要應用領域：
- 磁約束聚變：在托卡馬克等裝置中，等離子體粒子被強磁場約束。粒子的Gyroradius遠小于裝置尺寸是有效約束的關鍵條件之一。
- 空間物理與磁層物理：地球磁層捕獲的帶電粒子（如範艾倫輻射帶）圍繞磁力線作回旋運動，其Gyroradius決定了粒子被捕獲的區域和運動模式。
- 等離子體診斷：測量特定能量粒子的Gyroradius可以幫助推斷局部磁場的強度。
- 粒子加速器與天體物理：在同步輻射源、宇宙射線傳播等場景中，帶電粒子在磁場中的軌迹（包括Gyroradius）至關重要。
權威來源參考：
- NASA - Gyroradius Definition：美國國家航空航天局在其關于空間等離子體物理的科普和教育材料中詳細解釋了Gyroradius的概念和重要性。來源：NASA Science - Gyromotion
- MIT OpenCourseWare - Plasma Physics：麻省理工學院公開課程《等離子體物理導論》講義深入闡述了帶電粒子在磁場中的運動，包括Gyroradius的推導和應用。來源：MIT OCW - Introduction to Plasma Physics I
網絡擴展資料
Gyroradius（回轉半徑）是物理學中用于描述帶電粒子在磁場中運動軌迹的重要概念，具體解釋如下：
1. 定義與詞源
- 詞源構成：由“gyro-”（源自希臘語“gyros”，意為“旋轉”）和“radius”（拉丁語，意為“半徑”）組合而成。
- 基本含義：指帶電粒子在均勻磁場中做螺旋運動時的圓形軌道半徑，也稱為拉莫爾半徑（Larmor radius）。
2. 物理意義
當帶電粒子（如電子或離子）進入磁場時，其運動方向會因洛倫茲力作用發生偏轉，形成垂直于磁場的圓周運動，而沿磁場方向的運動保持不變，整體軌迹呈螺旋形。
此時，粒子圓周運動的半徑即為Gyroradius，其大小與粒子質量、速度及磁場強度相關。
3. 公式表達
Gyroradius的計算公式為：
$$
r = frac{mv_perp}{qB}
$$
其中：
- ( r ) 為回轉半徑；
- ( m ) 為粒子質量；
- ( v_perp ) 為粒子垂直于磁場的速度分量；
- ( q ) 為粒子電荷量；
- ( B ) 為磁感應強度。
4. 應用領域
- 等離子體物理：研究核聚變反應中粒子的約束行為。
- 空間物理：分析地球磁層中太陽風粒子的運動。
- 天體物理學：解釋宇宙射線的傳播機制。
參考資料
- 詞根解析與基本定義參考（海詞詞典）、（radius詞義）；
- 物理意義及公式為物理學通用知識，結合詞根釋義推導。
如需更深入的技術細節，建議查閱物理學專業文獻或權威教材。
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