Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

2.5 Die E x B-Drift
in (2.35). τL ist dabei die Dauer des Laserpulses, Ln die chrarakteristische Länge
der Änderung der Elektronendichte und LT die chrarakteristische Länge der Ände-
rung der Elektronentemperatur. Man erhält mit den angegebenen Einheiten
B(kG) ≈ 10 4
� �
τL
1 ns
� � � � � �
kBTe 30 µm 30 µm
. (2.37)
1 keV
2.5 Die E x B-Drift
In einem Plasma können Teilchen durch verschiedene äußere Ursachen Driftbewegungen
durchführen [GR98]. In diesem Abschnitt soll die E × B-Drift diskutiert
werden.
Falls zu einem äußeren homogenen B-Feld ein dazu senkrechtes, homogenes elektrisches
Feld E hinzukommt, ändert sich (2.6) zu
m ∂v
= q(E + v × B). (2.38)
∂t
Zur Lösung der Gleichung wird eine neue Geschwindigkeit w eingeführt
w = v −
Ln
LT
E × B
B 2 , (2.39)
die in einem Koordinatensystem, das sich mit E×B
B2 gegenüber dem ruhenden
System bewegt, gemessen werden kann.
Nach einigen Umformungen und der Einführung des Einheitsvektors des Magnetfelds
b [GR98] erhält man für eine Geschwindigkeit des Führungszentrums vF der
Teilchen
E × B
vF = v�b +
B2 = v�b + vE (2.40)
wobei v� die Parallelkomponente der Teilchengeschwindigkeit zum Magnetfeld
darstellt. vE wird als E × B-Drift bezeichnet.
Diese Driftgeschwindigkeit resultiert letztendlich aus der Abbremsung und Beschleunigung
der Teilchen während der Gyrationsbewegung um die magnetischen
Feldlinien. Dabei werden die Spiralanteile senkrecht zum elektrischen Feld durch die
Abbremsung bzw. Beschleunigung verkleinert bzw. vergrößert und führen auf diese
Weise zu einer Driftbewegung senkrecht zum elektrischen und magnetischen Feld.
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