Physik Forum

[evB]

Hallo,

Mein Physiklehrer meinte, dass die elektrisch geladenen Teilchen aus dem Sonnenwind im Magnetfeld der Erde auf helixförmigen (Schraubenlinie) Bahnen in Richtung der Pole bewegen. Den ersten Teil verstehe ich wunderbar. Dann meinte er aber, dass die dann umkehren und in die andere Richtung zum anderen Pol reisen, auch wieder auf einer Helix.

Es könnte natürlich noch sein, dass sie gar nicht umkehren, da mein Physiklehrer aber eigentlich weiß, wovon er redet, glaube ich, dass das im Ansatz schon stimmt …

Was bringt die Teilchen zum umkehren?

Grüße,

evB

[Hausmann]

Dein Nick deutet an, daß Dir die LORENTZ Kraft ein Begriff ist, also auch die Kreis- oder Spiralbahn geladener Teilchen (nicht nur Elektronen) in homogenen Magnetfeldern. Das Erdmagnetfeld wird aber zu den Polen hin zunehmend inhomogen (anschaulich: Die Feldlinien rücken zusammen) und dort passiert ein Umklappen. (Die theoretische Beschreibung ist etwas aufwendiger.) Im Endeffekt gibt es Strahlungsgürtel, welche diese Teilchen relativ lange "gefangen" halten. http://de.wikipedia.org/wiki/Van-Allen-G%C3%BCrtel

mfG

[evB]

Danke für den Wikipedia Link, dort wird als Ursache die Magnetische Flasche genannt, das kann ich noch einigermaßen nachvollziehen.

Die nächste Frage wäre jetzt: Wie bilde ich ein Inhomogenes Magnetfeld in einem Simulationsprogramm (in Java) ab?

Mit einem Array aus Feldstärkevektoren? Dann berechne ich einfach Vec(v) X Vec(B) und erhalte dann letztlich, was ich brauche.

Und dann muss ich das Array noch irgendwie mit Vektoren füllen. Verstehe ich das richtig, dass wenn die Feldlinien zusammenrücken die Richtung des B-Vektors parallel zu den Feldlinien ist, aber die Intensität steigt?

[evB]

Meine Magnetische Flasche ist in Z-Richtung orientiert, die X-Y-Ebene in der Mitte ist ein homogenes Magnetfeld, das Richtung Z zeigt. Ich würde erwarten, dass das Teilchen nicht schneller wird. In einem ähnlichen Programm wird es das auch nicht.

Aber jetzt wird das Teilchen irgendwie schneller, ich verstehe das einfach nicht.

Das wird letztlich gerechnet:

[Hausmann]

CAP schreibt dazu mehr ab Seite 40
http://books.google.de/books?id=prN8v5hcOsAC&printsec=frontcover&dq=cap+plasmaphysik&cd=4.
Mehr weiß ich auf die schnelle nicht.

mfG

[evB]

Das sind mir dann doch ein paar zu viele Formeln, aber danke für den Link.

Das Problem war wohl die zu große Schrittbreite. Jetzt habe ich mein dt deutlich kleiner gemacht und jetzt bewegen sich die Elektronen wirklich auf Kreisen. Die Spiegelung funktioniert jetzt auch.

Wenn Interesse besteht, stelle ich das Programm in den nächsten Tagen mal hier rein.

Grüße und Danke!