О нерелятивистских изотраекторных электронно- и ионно-оптических системах

Электрические и магнитные поля, обеспечивающие движение заряженных частиц с априорно известными целевыми свойствами, являются полезным инструментом для разработки электронно-оптических и ионнооптических систем специального вида. В данной работе исследуются элементарные пути обобщения изотраекторных электронно- и ионно-оптических систем А.А. Матышева, у которых при движении в меняющемся во времени электрическом и/или магнитном поле траектория заряженной частицы не зависит от модуля начальной скорости в начальный момент времени t = 0. Основной полученный результат состоит в расширенной трактовке принципа изотраекторности, который, по-видимому, должен теперь включать в себя не только траектории заряженных частиц, зависящие от массы частицы и не зависящие от ее начальной скорости, но и траектории заряженных частиц, которые зависят от начальной кинетической энергии (произведения массы на квадрат скорости) либо начального модуля импульса (произведения массы и скорости), но не от массы и начальной скорости по отдельности. Показано, что зависимость траектории от начальной кинетической энергии обеспечивается электростатическим полем, линейно растущим во времени магнитным полем или их наложением друг на друга. Показано, что зависимость траектории от начального импульса обеспечивается магнитостатическим магнитным полем, электрическим полем, меняющимся во времени по закону E ~ 1/t, или их комбинацией. Кроме того, показано, что изотраекторным движением является движение заряженных частиц в электрических полях, меняющихся во времени как E ~ 1/t2, и/или магнитных полях, меняющихся во времени как B ~ 1/t (т.е. для классических изотраекторных систем) в присутствии нейтрального газа, обеспечивающего для движения ионов в газовой среде эффект эквивалентного вязкого трения по закону Стокса, когда рассеяние ионов при столкновении с нейтральными молекулами газа происходит в соответствии с сечением столкновения для модели твердых сфер.