О дрейфе E×BE×BE×B в магнитном поле Земли

Итак, у меня есть животрепещущий вопрос: единственная причина, по которой дрейф E x B не генерирует электрический ток, заключается в том, что и электроны, и положительные ионы движутся в одном направлении (к ионосфере Земли), поэтому разделение зарядов не образуется. ? Являются ли противоположные скорости препятствием для разделения зарядов, или я упускаю что-то еще?

Можете ли вы объяснить, что вы подразумеваете под дрейфом ExB? Я знаю это как импульс или, что то же самое, перенос энергии электромагнитного поля.
Сила, возникающая как произведение электрического тока хвоста магнитосферы, перпендикулярного магнитному полю Земли, что приводит к дрейфу частиц к Земле.

Ответы (2)

В однородных скрещенных магнитном и электрическом полях движение заряда можно разделить на гиродвижение и постоянный дрейф. Постоянное движение подразумевает нулевую силу, поэтому заряд не влияет на скорость дрейфа.

Скорость дрейфа получена в George K. Parks, Physics of Space Plasmas (1991), стр. 93-97, и вывод слишком длинный, чтобы воспроизвести его здесь, поэтому я просто дам ответ:

в "=" Е × Б Б 2 .

Обратите внимание, что заряд не появляется в этом выражении. Сила Лоренца на частицу с зарядом д является

Ф "=" д Е + д в × Б .

Если вы подставите скорость дрейфа в это уравнение и используете ( Е × Б ) × Б "=" ( Е ⋅ Б ) Б − Б 2 Е ), вы можете подтвердить, что Ф "=" 0.

Но поле E x B на самом деле действует на частицы и толкает их к ионосфере. Тот факт, что оно не различает два заряда, не имеет значения.
Вы хотели знать, почему нет разделения зарядов, и ответ заключается в том, что противоположные заряды в среднем дрейфуют в одном направлении. Е × Б дрейф относится к центру гиромагнитного движения, а не к мгновенному движению каждого заряда.

Единственная причина, по которой дрейф E x B не генерирует электрический ток, заключается в том, что и электроны, и положительные ионы движутся в одном и том же направлении...

Дрейф ExB не зависит от заряда, так что ионы, и электроны будут иметь одинаковую скорость дрейфа ExB.

...поэтому не происходит разделения зарядов?

Встречно движущиеся частицы противоположного заряда не создают разделения зарядов. Скорее, такой сценарий приводит к току, заданному:

Дж "=" ∑ с   н с   д с   В с
где н с - числовая плотность, д с - общий заряд (включая знак), а В с - вектор объемной скорости частиц с .

Например, если электроны и протоны движутся в одном и том же направлении при В о , чистый ток будет нулевым (при условии квазинейтральности ), потому что два вида имеют противоположный заряд. Если они текут относительно друг друга, т. е. В е ≠ В я , то будет чистый ток.

Являются ли противоположные скорости препятствием для разделения зарядов, или я упускаю что-то еще?

Разделение зарядов в плазме обычно затруднено, поскольку оно приводит к возникновению электрических полей. Поскольку плазма представляет собой ионизированный газ, состоящий из свободно движущихся электронов и ионов, любое электрическое поле будет быстро уничтожать себя, совершая работу над заряженными частицами. Большинство плазм имеют невероятно высокую проводимость, поэтому время жизни разделения зарядов очень короткое.

Я думаю, вы путаете поток с разделением заряда, которые являются двумя разными явлениями. Частицы в плазме могут течь относительно друг друга без разделения зарядов.

О дрейфе E×BE×BE×B в магнитном поле Земли
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v