Syklotronitaajuus

Syklotronitaajuus ( gyrotaajuus , gyromagneettinen taajuus) on varautuneen hiukkasen kierrostaajuus jatkuvassa magneettikentässä vektoria vastaan ​​kohtisuorassa tasossa . [yksi]

Syklotronitaajuus vapaalle elektronille

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]

Syklotronitaajuus johtimessa oleville varauksenkantajille

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]

Linkit

  1. Syklotronitaajuus . Fysiikan ja tekniikan tietosanakirja .
  2. A. P. Sukhorukov. HYROMAGNEETTINEN TAAJUUS . Suuri venäläinen tietosanakirja .
  3. Lifshits I. M., Azbel M. Ya., Kaganov M. I. Metallien elektroniikkateoria. M.: Nauka, 1971. - 416 s.