Природа дрейфового движения

Чтобы просто и наглядно представить природу дрейфового движения и оценить величину дрейфовой скорости, рассмотрим циклотронную окружность. Сила , действующая поперёк магнитного поля, в одной половине циклотронного периода действует вдоль направления вращения, в другой – против этого направления. Как видно из рисунка, в верхней половине окружности сила действует по направлению вращения, в нижней – против. В результате частица будет двигаться сверху вниз быстрее, чем снизу вверх. Разность этих скоростей приведёт к смещению циклотронной окружности с постоянной скоростью  в направлении, перпендикулярном как магнитному полю, так и действующей силе. Это смещение и называется дрейфом. Оценим величину скорости дрейфа. Сила  создаёт ускорение . За время  циклотронного периода приращение скорости . В рассмотренном примере скорость вращения в направлении вниз будет на величину такого порядка больше, вверх – меньше средней. Разность этих скоростей даёт скорость дрейфа, величина которой:

                                        ,                                            (11)
или, если подставить значение циклотронной частоты:

                                       .                                            (12)

При оценке множители порядка единицы опущены. Чтобы указать не только величину, но и направление дрейфовой скорости, нужно записать её выражение в векторной форме. Векторное выражение для дрейфовой скорости можно получить из уравнения (1), приняв, что , где  – скорость циклотронного вращения, удовлетворяющая уравнению:

                                .                                     (13)

Скорость  медленно меняется со временем, так что производной её по времени можно пренебречь. Тогда для дрейфовой скорости:

                                      .

Умножение векторно справа на  даёт:

                                  ,
или:

                                   .

Раскрывая двойное векторное произведение, получим:

                            .

Если скорость  перпендикулярна , то второе слагаемое слева обращается в ноль, и получим:

                                      ,
или:

                                       .