مغناطيس رباعي الاقطاب

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
مغناطيس رباعي الأقطاب يستخدم في معجلات الجسيمات : Spule = لولب كهربي ، ُ Eisenjoch = قطب حديدي.


مغناطيس رباعي الأقطاب (بالإنجليزية: Quadrupole magnet) يتكون المغناطيس رباعي الأقطاب من أربعة أقطاب مغناطيسية مرتبة بحيث تكون الأقطاب الشمالية مواجهة للأقطاب الجنوبية . عند حسابه رياضيا يتعامل معه كمتسلسلة عديدة الأقطاب للمجال المغناطيسي . يمكن تمثيله أيضا كرباعي أقطاب كهربائي.

يستخدم المغناطيس رباعي الأقطاب في معجل جسيمات بغرض تركيز فيض الجسيمات. ويستغل في ذلك تدرج المجال المغناطيسي الناتج حيث يكون متغيرا بحسب المكان . تتكون مساحات بين الأقطاب يكون فيها المجال المغناطيسي متساوية ، وطبقا لمعادلة لابلاس تكون تلك المساحات متساوية الجهد n في هيئة قطع زائد فوق القطب الحديدي ، وبالتالي تكون كثافة المجال متناسبة تناسبا طرديم مع المسافة إلى وسط المغناطيس . أي تكون : B_x (z) = gz و B_z (x) = gx.

ويسمى المتغير g "شدة رباعي الأقطاب".

تطبيقه في معجلات الجسيمات[عدل]

يعمل المغناطيس رباعي الأقطاب بحيث يركز شعاع الجسيمات في اتجاه ، ولا يركزه في الاتجاه العمودي ، أي عندما يكون فيض الجسيمات مركزا في الاتجاه الأفقي فهو لا يكون مركزا في الاتجاه العمودي ، والعكس . لهذا تبنى منظومات مغناطيسات رباعية الأقطاب متتالية ومعكوسة فيمر فيض الضوء من الواحدة إلى الأخري ويصبح مركزا في الاتجاهين . طريقة تركيز شعاع الجسيمات هذه تضمن عدم تنافر الجسيمات المشحونة من الفيض تحت فعل التنافر الكهربي فتصتدم بجدار المعجل وتضيع قبل اجراء التجارب بها .

عند مرور الجسيمات بين المغناطيسات رباعية الأقطاب المتتالية تبدأ في الاهتزاز حول المسار المختار للفيض ، وتسمي تلك الاهتزازات "اهتزازات بيتاترون". وعند انشاء وتشكيل المعجل يجب مراعاة أن لا يزداد مطال الاهتزازات مما يسبب فقد الجسيمات واصتدامها بجدار المعجل . في تلك العملية تستغل خبرات البصريات الإلكترونية .

تطبيقات في التحليل الفيزيائي[عدل]

عن طريق استخدام تشكيلات خاصة من مغناطيسات رباعية الأقطاب يمكن انتاج مجالات مغناطيسية معقدة ومتتطابقة ، وتكون شدتها أيضا مساوية للصفر في بعض النقاط المختارة على المسار . وتستغل تلك الأجهزة في أجهزة فحص أورام بالرنين المغناطيسي .

أمثلة لمغناطيسات رباعية الأقطاب[عدل]

أمثلة مغناطيسات رباعية الأقطاب
مغناطيس رباعي الأقطاب يستخدم في سينكلوترون بأستراليا .  
رباعيات أقطاب كهرومغناطيسية (ازرق) تحيط بمعجل خطي في السينكلوترون الأسترالي المستخدم لتركيز فيض من الإلكترونات  

وصلات خارجية[عدل]


أنظر أيضاً[عدل]