生儲蓋組合

[拼音]：juere bubianliang

[英文]：adiabatic invariants

由力學原理，當一個粒子作週期運動，或近乎週期性的運動時，如果決定粒子運動軌道的力場緩慢地變化，即表示場的特性的參量λ在一個週期τ內的改變遠遠小於參量本身，即

(1)

則此粒子在一個運動週期內的作用積分

(2)

是一個近似不隨場改變的物理量，稱為絕熱不變數，這裡p和q分別是廣義動量和廣義座標。不等式(1)稱為絕熱條件。

對於電磁場中的帶電粒子運動，有三個絕熱不變數對應於三種不同型別的週期運動，即磁矩μm、縱向不變數J〃和磁通不變數═。

磁矩

當帶電粒子以垂直磁場方向分速度v⊥繞磁力線作半徑為rL的迴轉時，作用積分為

， (3)

式中q是粒子電荷，ωc=2π/τc是迴旋頻率，τc是迴旋週期，

是磁矩。由上式可以看出，磁矩是不隨外磁場B 變化的絕熱不變數。

縱向不變數

如果帶電粒子被捕獲在類似磁鏡形狀的磁場內（見磁約束熱核聚變），這時粒子的迴旋中心以速度v〃沿磁力線在兩個磁鏡之間作往返運動，則作用積分可寫成

， (4)

式中dl是沿磁力線的線元。這個積分是第二個絕熱不變數，稱為縱向不變數。對於沿磁力線的往返運動，不等式(1)中的τ就是粒子的反彈週期

這裡ωb是反彈頻率。

磁通不變數

磁鏡之間的磁場具有橫向梯度和曲率。當粒子的迴旋中心不在場的對稱軸上，則粒子除了沿磁力線往返運動外，還繞軸作環向漂移運動，描繪出一個旋轉面，μm和 J〃都保持不變。根據縱向不變數的性質，這個漂移運動必是週期性的，所描繪的旋轉面是一個閉合曲面，稱為縱向不變數曲面。對於繞軸的環向漂移，由運動方程可取得對應的作用積分