クーロン力

荷電粒子(電荷を持つ粒子)はお互いにクーロン力という力を及ぼす。異符号の電荷ならお互いに引き合う力(引力)、同符号なら遠ざかろうとする力(斥力)が働く。

デバイ遮蔽

プラズマ中に配置したテストイオンは即座に電子雲に覆われ、その静電ポテンシャルはある長さ(デバイ長)で遮蔽される。これによりテストイオン付近ではイオン密度よりも電子密度の方が大きくなり準中性条件が保たれないが、テストイオンからデバイ長だけ離れた位置ではイオン密度と電子密度がおおよそ一致する。この準中性条件が保たれない領域のことをデバイ球(テストイオンを中心としてデバイ長を半径とする球)と呼ぶ。

ローレンツ力(ラーマ運動)

荷電粒子の運動方向に対して直行する方向の磁場成分があると、運動方向と磁場方向の両方に直行する向きにローレンツ力という力が働く。画像ではZ方向に定常磁場がかけられており、その状態で荷電粒子に上向の初速度を与えるとローレンツ力による回転運動(ラーマ運動)を始める。

磁石が作る磁場

磁石(磁気双極子)が作る磁場。磁力線は必ずN極からS極に向かうような閉曲線となる。円電流による磁場も磁石と同様で、その磁気モーメントは電流とその円の面積との積より求められる。

静電ポテンシャル

時間的に変化しない電化分布により生じる電場(静電場)の電位を静電ポテンシャルという。外場としてポテンシャルがかけられている場合、正電荷は正から負の、負電荷は負から正の静電ポテンシャルに向かうようにクーロン力が働く。

E×Bドリフト

ラーマ運動している荷電粒子に対して外場となる定常電場をかけると、荷電粒子は回転の片方では加速し、もう片方では減速するような力を受ける。結果として荷電粒子は回転しながら磁場と電場(外場)の両方に直行する向きに移動(ドリフト)していく。