الحركة الانجرافية

تتعقد حركة جسيمة عند اخضاعها لتأثير قوى F اخرى واذا كانت خاضعة لحقل غير منتظم .

فمن جهة اولى تصبح الحركة على طول خط هذه القوى متسارعة ومن جهة اخرى (وهي الخاصية الاكثر تميزا لحركة الجسيمات المشحونة في حقل مغناطيسي) هو ان القوة المؤثرة عرضيا على الجسيمة في الحقل المغنطيسي تحدث حركة دائرية للجسيمة باتجاه متعامد مع هذه القوة وكذلك مع الحقل المغنطيسي هذه الحركة تدعى بالانجراف⁽¹⁾. فالحكة الانجرافية تتميز عن الحركة الحرة بانها تحت تأثير قوة ثابتة تسير بسرعة ثابتة لا بتسارع ثابت. ففي نموذج السائل الناقل صادفنا حركة انجرافية التي هي عبارة عن محصلة حركات انجرافيةلجسيمات منفصلة.

يمكن استيضاح منشأ الحركة الانجرافية بجلاء على النحو التالي (الشكل 1). القوة F المعامدة في الحقل والمؤثرة في مستوى الدائرة السيكلترونية، تعطي خلاب نصف الدور الواحد تسارعا باتجاه الدوران وخلال نصف الدور التالي تسارعا بعكس اتجاه الدوران.

وبالنتيجة فان مركبة سرعة الدوران المعامدة لاتجاه القوة ستكون اكبر عندما تتحرك الجسيمة باحد هذين الاتجاهين (وهو الاتجاه الاسفل) بسبب التسارعالمكتسب في القسم الموازي للقوة F مما هي عليه عندما تتحرك باتجاه معاكس (نحو الاعلى بنتيجة التسارع السالب الموازي للقوة ) وبالمحصلة يسير الامر كما ان لو كامل الدائرة السيكلترونية قد انراحت خلال دور واحد في مستواها باتجاه يعامد القوة F_┴  اي (نحو الاسفل) ويمكن تقدير مقدار الانزياح بسهولة. فالجسيمة ذات الكتلة M تعاني من تسارع   M / F_┴ تحت تأثير القوة F_┴ خلاب تأثيرها ضمن دور واحد يحدث هذا التسارع فرقا في السرعات (للاعلى) و(للاسفل) قدره:

واما انزياح الدائرة السيكلترونية خلال دور واحد فهو من مرتبة:

وخلال وحدة الزمن تنزاح الدائرة مسافة هي من مرتبة:

ان انزياح الدائرة خلال وحدة الزمن هو ما يدعى بسرعة الانجراف ، نرى انها متعامدة مع اتجاهي كل من القوة F_┴ والحقل المغنطيسي H .

بالتعويض عن قيمة التواتر السيكلتروني ω_c  نحصل على عبارة نهائية للسرعة الانجرافية على النحو التالي :

تدل اشارة القيمة المطلقة على ان هذه العبارة تعطي القيمة العددية للسرعة فقط دون الاشارة الى اتجاهها.

لتحديد السرعة الانجرافية لابد من كتابة النتيجة السابقة بالشكل الرباعي اي :

يعطي الالكترون في هذه الحالة Z = -1 هذا يعني انه اذا كان الحقل المغنطيسي H متجها نحونا والقوة F_┴ نحو الاعلى فان الجسيمات موجبة الشحنة ستنجرف نحو اليمين، والسالبة الشحنة نحو اليسار. بينما يجري تيار انجراف المحمول من قبل كل الجسيمات نحو اليمين، على الرغم من استنتاجنا من حيث المعنى كان تقريبيا، لكن النتيجة جاءت بالصدفة دقيقة. في الحقيقة هناك مضاريب لا بعدية (حدود) اهملت لدى الحصول على النتيجة وهذه المضاريب هي من مرتبة واحدة لذلك فهي لا تدخل في النتيجة واما الاشارة لدى الجداء الشعاعي التي لم نهتم بها هي في الحقيقة موجبة.

من الاسهل( خاصة للتذكر) التعامل ليس مع العلاقة المعبرة عن السرعة الانجرافية بل عن التيار الانجرافي المنقول من قبل جسيمات من نوع معين:

او بالشكل الرباعي:

في حالة الالكترون Z= -1 وان اتجاه التيار عكس اتجاه السرعة.

___________________________________

(1) احيانا يقال " انجراف على عرض الحقل" او ما يسمى "الانجراف" وكذلك الحركة العطالية على طول الحقل.