Alfvénsche Näherung

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Die Alfvénsche Näherung (nach Hannes Alfvén, auch Drift-Näherung) erlaubt in der Plasmaphysik eine vereinfachte Beschreibung der Bewegung von Teilchen in einem Magnetfeld.

Unter geeigneten Bedingungen kann diese Bewegung in einen kreiselnden (Gyrations-) und einen mittleren, effektiven (Drift-)Anteil zerlegt werden.

Bedingung[Bearbeiten]

Die Näherung ist dann gut anwendbar, wenn das Magnetfeld auf der Größenordnung des Krümmungsradius der Bahn homogen ist, also

\left|a \frac{\nabla H}{H}\right| \ll 1,[1]

mit dem Krümmungsradius a und dem Betrag der Magnetfeldstärke H. Ebenso wird eine nur schwache zeitliche Änderung des Feldes verlangt.

Näherung[Bearbeiten]

Gemäß der Bedingung ist die Gyrationsbewegung „klein“ und schnell im Vergleich zu den übrigen Skalen des Systems „Magnetfeld-Teilchen“, was es erlaubt, die Bewegung des Teilchens über eine Gyrationsperiode zu mitteln und so eine effektive (Drift-)Bewegung zu erhalten.

Die Driftgeschwindigkeit ist dabei abhängig von der Inhomogenität des Magnetfeldes (genauer: dem Gradienten der Magnetfeldstärke), der Krümmung der Magnetfeldlinien, sowie zusätzlich wirkenden Kräften.

Der Radius der Gyrationsbewegung ist in der Näherung der Larmor-Radius, die zugehörige Frequenz die Zyklotronfrequenz.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Willhelm H. Kegel: Plasmaphysik: Eine Einführung. Springer Berlin Heidelberg, 1998, ISBN 9783642637216.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  F. Hertweck: Die Bewegung geladener Teilchen im Magnetfeld eines geraden stromdurchflossenen Drahtes. In: Zeitschrift Naturforschung Teil A. 14, 1959, S. 47–54 (PDF, abgerufen am 26. Februar 2014).