Гиромагнитная частота. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Гиромагнитная частота (циклотронная частота) - частота вращения свободной заряж. частицы (электрона, позитрона, иона, ...) в пост. однородном магн. поле В. Заряж. частица в магн. поле движется по винтовой линии, равномерно смещаясь со скоростью

вдоль магн. поля и вращаясь по окружности радиуса

В со скоростью

в плоскости, ортогон. магн. полю. Здесь

- масса движущейся частицы, q и т₀ - заряд и масса покоя частицы, v - её мгновенная скорость, с - скорость света в вакууме. Указанное вращение происходит под действием Лоренца силы

. Частота вращения, т.е. Г. ч., равна

. Величина

, являющаяся предельным нерелятивистским

значением Г. ч., не зависит от скорости и определяется массой покоя частиц-ы, её зарядом и магн. полем. В зависимости от величины магн. поля Г. ч.

, напр. электрона, меняется в широких пределах: от неск. Гц в межзвёздной среде (В~10^-6 Гс) и 1 МГц в земном магн. поле до 10⁴ МГц в поле солнечного пятна и 10¹³ МГц в магнитосфере нейтронной звезды (В~5*10¹² Гс).

При релятивистском движении Г. ч. определяется полной массой частицы т и, следовательно, зависит от скорости (см. Относительности теория ).Это обстоятельство наряду с релятивистским Доплера эффектом обусловливает смещение спектра излучения релятивистских частиц в магн. поле (см. Синхротронное излучение)и принципиальную возможность группировки излучающих частиц (электронов) в мазерах на цикла, тронном резонансе. Излучение эл--магн. волн частицей, движущейся в магн. поле, происходит на Г. ч. и кратных ей частотах. В результате излучения энергия и скорость частицы уменьшаются (реакция излучения ),а реальная траектория представляет собой скручивающуюся спираль (винтовую линию с перем. радиусом и шагом). При распространении в ионизов. газе (плазме) или проводящем твёрдом теле эл--магн. волн с частотой, близкой к Г. ч. и кратным ей частотам, наблюдается циклотронный резонанс.

Последоват. квантово-электродинамич. описание взаимодействия эл--магн. поля с заряж. частицей, вращающейся в однородном магн. поле, показывает, что последнюю следует рассматривать как квантовую систему с дискретным энергетич. спектром E_k (квантовые уровни), k=0, 1, 2, ... (квантуется только энергия E_kдвижения поперёк магн. поля). Для частицы со спином ¹/₂ имеем

. Дискретными величинами являются также масса т_k, (или полная энергия т_kс²)и соответствующая классич. Г. ч.

. Спектр значений полной энергии не является эквидистантным. Этот эффект зависит от величины

, и особенно существен для релятивистских электронов в сильных магн. полях, сравнимых с критич. значением

Гс (напр., в магнитосферах нейтронных звёзд). На низких квантовых уровнях (при малых номерах k)понятия траектории частицы и классич. Г. ч. теряют смысл (см. Квазиклассическое приближение квантовой механики). Поэтому Г. ч. часто наз. квантовую циклотронную частоту

, т. е. частоту кванта излучения (поглощения) при переходе между двумя соседними квантовыми уровнями (см. также Циклотронное излучение).

Литература по гиромагнитным частотам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.