Пересчет начальных условий траектории заряженной частицы при пересечении границы со скачком электрического и магнитного полей. II. Магнитное поле
Автор: Бердников Александр Сергеевич
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Математические методы и моделирование в приборостроении
Статья в выпуске: 1 т.25, 2015 года.
Бесплатный доступ
В данной части (II) работы аккуратно исследуются правила пересчета координат и скоростей заряженной частицы при пересечении бесконечно тонкой границы со скачком электрического и магнитного полей со слабой сингулярностью.
Численное решение дифференциальных уравнений, трассировка заряженных частиц в электрических и магнитных полях, артефакты численных алгоритмов
Короткий адрес: https://sciup.org/14264969
IDR: 14264969 | УДК: 537.534.7:
Recalculation of initial conditions when the trajectory of a charged particle crosses the boundary with а jump of electric and magnetic field. II. Magnetic field
When the trajectories of charged particles in electric fields and/or magnetic fields are simulated, sometimes the case occurs when the trajectory crosses the line with a jump of the electric or magnetic field. It is necessary to recalculate carefully the coordinates and the velocities of the charged particle not to produce strange numerical artifacts like the violation of the conservation of energy. This paper introduces and proves mathematically strictly the expressions how to recalculate the coordinates and the velocities of the charged particle when the trajectory intersects with the boundary of the jump of electric and magnetic fields with a weak singularity.
Список литературы Пересчет начальных условий траектории заряженной частицы при пересечении границы со скачком электрического и магнитного полей. II. Магнитное поле
- Бердников А.С. Пересчет начальных условий траектории заряженной частицы при пересечении границы со скачком электрического и магнитного поля. I. Электрическое поле//Научное приборостроение. 2015. Т. 25, № 1. С. 48-64.
- Голиков Ю.К., Краснов Н.В., Бубляев Р.А. Модифицированный масс-рефлектрон//Научное приборостроение. 2005. Т. 15, № 4. С. 42-50.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. (Сер. "Теоретическая физика". Т. 2). М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1973. 504 c.
- Левич В.Г. Курс теоретической физики. Т. 1. М.: Наука, 1969. 911 с.
- Иос Г. Курс теоретической физики. Т. 1/Под ред. проф. Б.М. Яворского. М.: Изд-во Министерства просвещения РСФСР, 1963. 580 c.
- Стреттон Дж. А. Теория электромагнетизма. М.: ГИТТЛ, 1948. 539 c.
- Зоммерфельд А. Электродинамика. М.: Изд-во ИЛ, 1958. 502 с.
- Википедия, статья "Уравнения Максвелла". URL: (https://ru.wikipedia.org/wiki/Уравнения_Максвелла).
- Википедия, статья "Векторный потенциал электромагнитного поля". URL: (https://ru. wikipedia.org/wiki/Векторный_потенциал_ электромагнитного_поля).
- Кочин Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. Изд. 4-е, перераб. и доп. Л.: ОНТИ, 1934. 456 с.
- Википедия, статья "Векторный потенциал". URL: (https://ru.wikipedia.org/wiki/Векторный_потенциал).
- Википедия, статья "Теорема разложения Гельмгольца". URL: (https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_разложения_Гельмгольца).
- Википедия, статья "Калибровка векторного потенциала". URL: (https://ru.wikipedia.org/wiki/Калибровка_векторного_потенциала).
- Википедия, статья "Закон Био-Савара-Лапласа". URL: (https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Био_-_Савара_-_Лапласа).
- Голиков Ю.К., Уткин К.Г., Чепарухин В.В. Расчет элементов электростатических электронно-оптических систем. Л.: Изд-во ЛПИ им. М.И. Калинина, 1984. 80 с.
- Dahl D.A. SIMION for the personal computer in reflection//International Journal of Mass Spectrometry. 2000. V. 200. P. 3-25.
- SIMION: программа для моделирования оптики заряженных частиц. URL: (http://www.simion.com).
- Калимов А.Г. Развитие численных методов расчета электромагнитных полей, основанных на применении пространственных интегральных уравнений. Дис. … д-ра техн. наук. СПб.: СПбПУ, 2013.
- Евграфов М.А. Аналитические функции: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1991. 447 с.
- Босс В. Лекции по математике. Т. 9: ТФКП. Изд. 2-е испр. М.: УРСС, 2010. 213 с.
- Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. 2-е изд. М.: Наука, 1978. 224 с.
- Бердников А.С. Высокочастотные электромагнитные поля с архимедовыми свойствами//Научное приборостроение. 2014. Т. 24, № 1. С. 104-127.
- Де Бор К. Практическое руководство по сплайнам. М.: Радио и связь, 1985. 304 с.
- Greenfield D., Monastyrskiy M. Selected problems of computational charged particle optics. Ser. Advances of Imaging and Electron Physics. Vol. 155. 2009. Amsterdam, Elsevier. 346 p.
- Yavor M.I. Optics of charged particle analyzers. Ser. Advances of Imaging and Electron Physics. Elsevier, Amsterdam, 2009. Vol. 157. 381 p.
- Кельман В.М., Родникова И.В., Секунова Л.М. Статические масс-спектрометры. Алма-Ата: Наука, 1985. 263 c.
- Вольник Г. Оптика заряженных частиц. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 280 c.
- Wollnik Н., Ewald Н. The influence of magnetic and electric fringing fields on the trajectories of charged particles//Nuclear Instruments and Methods A. 1965. Vol. 36, no. l. P. 93-104.
- Малов А.Ф. О некоторых ионно-оптических свойствах статических аксиально-симметричных магнитных и электрических полей. Дис. … кандидата физ.-мат. наук. М.: МИФИ, 1961. 11 с.
- Сысоев А.А., Самсонов Г.А. Теория и расчет статических масс-анализаторов. Ч. 1-2. М.: МИФИ, 1972. 172 c., 109 с.
- Самсонов Г.А., Сысоев A.A. Учет влияния краевых полей в общей теории секторных анализаторов заряженных частиц. Депонированные рукописи, 1979, № 12, б/о 647.
- Трикоми Ф. Лекции по уравнениям в частных производных. М.: Изд-во ИЛ, 1957. 444 с.
- Гюнтер Н.М. Интегрирование уравнений первого порядка в частных производных. М-Л.: ОНТИ, 1934. 359 с.
