شبیه سازی اثر تمرکز چهار قطبی مغناطیسی
اگر وارد یک مرکز ذرات یا فیزیک هستهای مانند سرن مشهور جهان شوید، ممکن است با یک لنز چهار قطبی مغناطیسی روبرو شوید (پس از تایید امنیتی، تصور میکنم). در اینجا، ما قصد داریم در مورد چیستی لنزهای چهار قطبی مغناطیسی بحث کنیم و تأثیر تمرکز سه مجموعه چهار قطبی متوالی را بر روی یون های B 5+ که از طریق چنین عدسی حرکت می کنند، مطالعه کنیم.
لنزهای مغناطیسی
لنزهای مغناطیسی برای تمرکز یا عدم تمرکز پرتوهای ذرات باردار مانند یون ها و الکترون ها استفاده می شود. کاربردهایی که می توان در آنها یافت متنوع است – از شتاب دهنده های ذرات گرفته تا لوله های پرتو کاتدی.
این لنزها از چندین آهنربا یا آهنرباهای الکتریکی تشکیل شده اند که می توانند در قالب های مختلف از جمله چهار قطبی یا شش قطبی مرتب شوند. امروز، ما میخواهیم اثر تمرکز چهارقطبی مغناطیسی را بر یونهایی که از طریق عدسی مغناطیسی حرکت میکنند، مطالعه کنیم.
چهارقطبی مغناطیسی
یک چهارقطبی مغناطیسی از چهار آهنربای دائمی تشکیل شده است که به صورت عمود بر یکدیگر قرار گرفته اند، به طوری که قطب شمال یک آهنربا در کنار قطب جنوب آهنربای دیگر قرار دارد، مشابه تصویر زیر.
آرایش چهار قطبی آهنرباهای میله ای دائمی.
یونهای فوکوس با یک لنز چهار قطبی به عنوان مثال خوبی از چگونگی مطالعه اثر فوکوس چهار قطبی مغناطیسی بر ذرات یونی B 5+ است که از طریق یک لنز مغناطیسی حرکت میکنند.
مطالعه اثر تمرکز
هندسه مدل مثال ما از سه چهارقطبی مغناطیسی متوالی تشکیل شده است. طول چهارقطبی میانی دو برابر سایرین است و 90 درجه می چرخد و قطبیت آن را معکوس می کند. اطراف آهنرباها یک استوانه آهنی است که برای تقویت و مهار میدان های مغناطیسی تولید شده استفاده می شود. به دنبال چهارقطبی ها 1 متر فضای خالی وجود دارد، جایی که یون ها که توسط یک شتاب دهنده از طریق عدسی تغذیه می شوند، رها می شوند تا رانش شوند.
نمای مقطعی دوبعدی یک چهارقطبی مغناطیسی که توسط استوانه آهنی احاطه شده است (سمت چپ). برش سه بعدی لنز چهار قطبی (سمت راست).
ماژول AC/DC دارای مجموعهای از رابطها است که به ما کمک میکند تا تأثیرات تمرکز چهارقطبی مغناطیسی را روی یونها مطالعه کنیم. این به ما اجازه می دهد تا نیروهای وارد بر یون ها را با استفاده از تمام اجزای سرعت آنها محاسبه کنیم. علاوه بر این، ماژول دارای معادله ای برای مغناطیس استاتیک بدون جریان است که به طور قابل توجهی و راحت حافظه محاسباتی را در مقایسه با فرمولاسیون شامل جریان کاهش می دهد.
نتایج
در تصویر زیر فرمول های لازم اعمال شده و مدل حل شده است.
نمودارهای ردیابی ذرات یون ها (به ماژول ردیابی ذرات نیاز دارد). نیروهای مغناطیسی روی یون ها با رنگ های خط نشان داده می شود.
میتوان دریافت که تأثیر سه چهارقطبی مغناطیسی روی یونها منجر به تمرکز در همه جهات میشود. نیروی وارد بر هر یون تقریباً متناسب با فاصله آن از محور z است . رنگ قرمز به ما می گوید که نیروی مغناطیسی دورتر از مرکز پرتو قوی تر می شود. رنگ آبی نشان می دهد که نیرو در نقطه ای که دو چهارقطبی قطبی مخالف به هم وصل می شوند ضعیف تر است.
دانلود مدل
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید