一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，將可移動(dòng)支撐平面置于與磁場(chǎng)方向垂直的水平面內(nèi)，以便于在磁場(chǎng)中放置所需模擬設(shè)備；將高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲兩端分別利用固定支撐點(diǎn)、滑動(dòng)支撐點(diǎn)固定在可移動(dòng)支撐平面上；將直流恒流電源正、負(fù)極分別通過(guò)固定支撐點(diǎn)、滑動(dòng)支撐點(diǎn)連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲；打開(kāi)直流恒流電源，使高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲獲得一定大小的電流；高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲將會(huì)以一定的圓弧狀展開(kāi)；通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)支撐點(diǎn)可獲得高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲在磁場(chǎng)內(nèi)的不同形狀，并通過(guò)拉力計(jì)讀出高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲上的張力；通過(guò)電流和張力計(jì)算出此時(shí)載流高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所代表的帶電粒子的動(dòng)量。本發(fā)明脫離對(duì)真實(shí)帶電粒子的需求，其應(yīng)用更方便、更靈活。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡領(lǐng)域,具體涉及一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡，由于涉及真空環(huán)境而很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)；目前采用的熒光法會(huì)對(duì)所觀測(cè)的帶電粒子造成損失；現(xiàn)行的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方法多為計(jì)算機(jī)模擬，其效果不夠直觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種基于載流導(dǎo)線技術(shù)用于模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，可以直觀表現(xiàn)出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡，可有效避免真空環(huán)境對(duì)粒子軌跡觀測(cè)的限制；該模擬方法脫離對(duì)真實(shí)帶電粒子的需求，其應(yīng)用更方便、更靈活
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)將可移動(dòng)支撐平面置于與磁場(chǎng)方向垂直的水平面內(nèi)，以便于在磁場(chǎng)中放置所需模擬設(shè)備；
(2)將高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲一端利用固定支撐點(diǎn)固定在可移動(dòng)支撐平面上；高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲另一端利用滑動(dòng)支撐點(diǎn)固定在可移動(dòng)支撐平面上；
(3)將直流恒流電源正極通過(guò)固定支撐點(diǎn)連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲，將直流恒流電源負(fù)極通過(guò)滑動(dòng)支撐點(diǎn)連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲；
(4)打開(kāi)直流恒流電源，使高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲獲得一定大小的電流I;在外界磁場(chǎng)B和高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所受洛倫茲力的作用下，高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲將會(huì)以一定的圓弧狀展開(kāi)；通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)支撐點(diǎn)可獲得高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲在磁場(chǎng)內(nèi)的不同形狀，并通過(guò)拉力計(jì)讀出高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲上的張力T，拉力計(jì)設(shè)在滑動(dòng)支撐點(diǎn)處；通過(guò)電流I和張力T可計(jì)算出此時(shí)載流高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所代表的帶電粒子的動(dòng)量；
(5)在已知帶電粒子的動(dòng)量和確定粒子種類(lèi)的情況下，則可確定上述方法所獲得的高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所代表的帶電粒子的能量；此時(shí)，將帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡用高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲反映出來(lái)。
[0004]所述的一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，其特征在于，由于高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲電流是通過(guò)固定支撐點(diǎn)、滑動(dòng)支撐點(diǎn)與直流恒流電源相連，因此所述的固定支撐點(diǎn)、滑動(dòng)支撐點(diǎn)也可放置在磁場(chǎng)中，以便全面模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲的電流通過(guò)支撐點(diǎn)獲得，可避免其余部分通電對(duì)高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲張力帶來(lái)的影響；高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲表示的是一定動(dòng)量的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此其模擬的軌跡具有廣泛性，可以是多種帶電粒子在不同能量下粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的反映；該模擬方法脫離對(duì)真實(shí)帶電粒子的需求，其應(yīng)用更方便、更靈活。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2為本發(fā)明高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲展開(kāi)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1、2所示，一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，包括以下步驟:
(1)將可移動(dòng)支撐平面I置于與磁場(chǎng)方向垂直的水平面內(nèi)，以便于在磁場(chǎng)中放置所需模擬設(shè)備；
(2)將高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2—端利用固定支撐點(diǎn)3固定在可移動(dòng)支撐平面I上；高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2另一端利用滑動(dòng)支撐點(diǎn)4固定在可移動(dòng)支撐平面I上；
(3)將直流恒流電源5正極通過(guò)固定支撐點(diǎn)3連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2，將直流恒流電源5負(fù)極通過(guò)滑動(dòng)支撐點(diǎn)4連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2 ；
(4)打開(kāi)直流恒流電源5，使高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2獲得一定大小的電流I;在外界磁場(chǎng)B和高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2所受洛倫茲力的作用下，高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2將會(huì)以一定的圓弧狀展開(kāi)；通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)支撐點(diǎn)4可獲得高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2在磁場(chǎng)內(nèi)的不同形狀，并通過(guò)拉力計(jì)6讀出高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2上的張力T，拉力計(jì)6設(shè)在滑動(dòng)支撐點(diǎn)4處；通過(guò)電流I和張力T可計(jì)算出此時(shí)載流高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2所代表的帶電粒子的動(dòng)量；
(5)在已知帶電粒子的動(dòng)量和確定粒子種類(lèi)的情況下，則可確定上述方法所獲得的高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2所代表的帶電粒子的能量；此時(shí)，將帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡用高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2反映出來(lái)。
[0009]由于高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲2電流是通過(guò)固定支撐點(diǎn)3、滑動(dòng)支撐點(diǎn)4與直流恒流電源5相連，因此所述的固定支撐點(diǎn)3、滑動(dòng)支撐點(diǎn)4也可放置在磁場(chǎng)中，以便全面模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將可移動(dòng)支撐平面置于與磁場(chǎng)方向垂直的水平面內(nèi)，以便于在磁場(chǎng)中放置所需模擬設(shè)備； (2)將高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲一端利用固定支撐點(diǎn)固定在可移動(dòng)支撐平面上；高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲另一端利用滑動(dòng)支撐點(diǎn)固定在可移動(dòng)支撐平面上； (3)將直流恒流電源正極通過(guò)固定支撐點(diǎn)連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲，將直流恒流電源負(fù)極通過(guò)滑動(dòng)支撐點(diǎn)連接到高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲； (4)打開(kāi)直流恒流電源，使高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲獲得一定大小的電流I;在外界磁場(chǎng)B和高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所受洛倫茲力的作用下，高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲將會(huì)以一定的圓弧狀展開(kāi)；通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)支撐點(diǎn)可獲得高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲在磁場(chǎng)內(nèi)的不同形狀，并通過(guò)拉力計(jì)讀出高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲上的張力T，拉力計(jì)設(shè)在滑動(dòng)支撐點(diǎn)處；通過(guò)電流I和張力T可計(jì)算出此時(shí)載流高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所代表的帶電粒子的動(dòng)量； (5)在已知帶電粒子的動(dòng)量和確定粒子種類(lèi)的情況下，則可確定上述方法所獲得的高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲所代表的帶電粒子的能量；此時(shí)，將帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡用高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲反映出來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，其特征在于，由于高電導(dǎo)率導(dǎo)體絲電流是通過(guò)固定支撐點(diǎn)、滑動(dòng)支撐點(diǎn)與直流恒流電源相連，因此所述的固定支撐點(diǎn)、滑動(dòng)支撐點(diǎn)也可放置在磁場(chǎng)中，以便全面模擬帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK103839466SQ201410057181
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】梁立振, 胡純棟, 趙祥學(xué), 韋江龍, 王艷, 謝遠(yuǎn)來(lái), 楊思浩, 邑偉, 顧玉明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所