Syklotronitaajuus ( gyrotaajuus , gyromagneettinen taajuus) on varautuneen hiukkasen kierrostaajuus jatkuvassa magneettikentässä vektoria vastaan kohtisuorassa tasossa . [yksi]
Vapaalle elektronille syklotronitaajuus (kutsutaan myös gyromagneettiseksi taajuudeksi) saadaan ehdosta, että Lorentzin voima on yhtä suuri kuin keskipakovoima . Ei-relativistiselle elektronille se on yhtä suuri kuin
( CGS -järjestelmässä ), missä ja ovat elektronin varaus ja massa ; on valon nopeus tyhjiössä.Relativistiselle hiukkaselle syklotronitaajuus pienenee:
, missä on hiukkasen nopeus.Pyöriessään magneettikentässä hiukkanen emittoi magneettista välähdystä syklotronitaajuuden harmonisilla .
Ei-relativistinen hiukkanen säteilee pääasiassa taajuudella - tätä ilmiötä kutsutaan syklotronisäteilyksi . Kvanttiteoriassa syklotronisäteilyä tapahtuu, kun elektroni kulkee Landau-tasojen välillä . [2]
Kiinteässä kappaleessa elektronin liikettä vaikeuttaa vuorovaikutus kidehilan kanssa . Kun varauksenkuljettaja liikkuu vakiomagneettikentässä , sen energia ja kvasi -liikemäärän projektio suuntaan säilyvät siten, että liikemäärä liike tapahtuu liikemäärää pitkin Fermin pinnan ja tason leikkauskäyrää = const . . Jos tämä käyrä on suljettu, liike on jaksollista ja tapahtuu syklotronitaajuudella:
, missä on syklotronimassa , on elektronin varaus , on Fermi-pinnan leikkauspinta-ala tason mukaan, on elektroniaaltovektorin projektio magneettikentän suuntaan, on Fermi-energia . [3]
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
---|