2011-04-16
org.kosen.entty.User@15534074
이규호(dltlek)
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스퍼터의 원리에 대하여 논문세미나를 진행중인데요.
입자포획에 대한 원리로서 나오게 되는 입자의 표동현상에 대한 이론중에
마그네틱 미러에 대한 내용이 잘 이해가 가지 않습니다.
일단 해당 이론에 대한 원리를 이해를 했지만 왜 하전입자들이 자기장이 최대인 지점에서
다시 역방향으로 탈출할 수 있는게 단순하게 로렌츠힘의 성분의
수평성분 전부에 대한 에너지 변환에 의한 것인지 아니면
탈출할 수 있게 해주는 별도의 에너지가 존재하는지에 대한 의문점이 발생해서
이에 대해서 찾아보았지만 결국 찾을 수가 없었기에 부탁드립니다.
- 자기거울
- particle trapping
- magnetic mirror
지식의 출발은 질문, 모든 지식의 완성은 답변!
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
이응신님의 답변
2011-04-16- 3
거울 효과 때문에 반사되는 것이지 탈출하는 것은 아닙니다. 하전입자가 자기장 안에 들어가서 직각으로 움직이면 로렌츠 힘에 의해 회전운동을 하면서 자기력선을 따라 진행합니다. 이것을 자기력선에 잡혔다고 하는데 이렇게 자기력선을 따라 운동할 때 균일한 자기장이라면 (고등학교 물리 II나 일반물리에서) 그대로 자기장을 따라 가지만 자기장이 균일하지 못할 때는 비균질한 성분 만큼 로렌츠힘이 발생합니다. 식 (9)가 바로 그것을 말해줍니다. 하전입자가 회전하면서 고리를 만들면 전류가 흐르는 것과 마찬가지 이므로 해당 하전입자가 만드는 전류고리에 의해 자체 자기장이 만들어집니다. 이것이 식 (8)에 의해 주어지는 자기장 모멘트입니다. 일단 초기조건에 의해 자기장 모멘트가 만들어지면 단열불변조건에 따라 자기장 모멘트의 양이 변하지 않습니다. (자세한 내용은 해밀턴 역학의 정준변환에 자세히 나옵니다. 저자에 따라 바로 자기장 포획에 대한 예가 나오기도 합니다) 입자의 자기장 모멘트는 변하지 않는데 외부 자기장이 좁아지면서 (예를 들어 전자현미경이나 지구자기장의 극부근에서 자기장이 수렴하면서 밀도가 증가하는 부분) 자기장의 공간적인 변화율이 식 (8)로 주어지면서 이것이 어느 한계량을 넘어서는 순간 로렌츠의 힘 중 전기력 부분이 하전입자와 반응하면서 반발력에 의해 하전입자를 척력으로 밀어내고 다시 입자의 자기장 모멘트의 방향이 바뀌면서 원래 속박했던 자기력선의 반대 방향으로 움직이게 됩니다. 자석은 N극과 S극이 있고 자기장의 방향이 바뀌면 반대현상이 되는 것처럼. Lamor주파수와 자기거울에 대하여 찾아보시면 더 자세한 내용이 나오고 이런 내용을 자기모멘트 불변량과 연관시키기 위해서는 해밀턴 역학의 정준변환을 참고바랍니다. >일단 해당 이론에 대한 원리를 이해를 했지만 왜 하전입자들이 자기장이 최대인 지점에서 > >다시 역방향으로 탈출할 수 있는게 단순하게 로렌츠힘의 성분의 > >수평성분 전부에 대한 에너지 변환에 의한 것인지 아니면 > >탈출할 수 있게 해주는 별도의 에너지가 존재하는지에 대한 의문점이 발생해서 > >이에 대해서 찾아보았지만 결국 찾을 수가 없었기에 부탁드립니다. -
답변
안길홍님의 답변
2011-04-16- 0
자계가 있으면 전계가 있고, 전계가 있으면 자계가 반드시 있음-전자계의 관계. 여기에서 전계의 고리와 자계의 고리는 90도로 직각을 이루면서 연속적으로 확장되어 나가는 원리는 첨부하신 자료에도 나와있으며 이러한 힘은 로렌츠힘에 의하여 지배되고 있음. 자계의 고리가 끝나면 전계의 고리가 시작되는데 이때 힘이 90도 직각으로 작용하게 되면서 이러한 현상이 일어남.