الصلابة (الكهرومغناطيسية)

يُستمد مفهوم الصلابة من حركة الجسيم المشحون داخل مجال مغناطيسي : إذ يسلك جسيمان المسار نفسه عبر المجال المغناطيسي إذا كان لهما الصلابة نفسها، حتى لو اختلفا في الكتلة والشحنة. وتبرز هذه الحالة في العديد من تصميمات مسرعات الجسيمات وكواشفها .

إذا دخل جسيم مشحون مجالًا مغناطيسيًا منتظمًا، وكان اتجاه المجال عموديًا على السرعة الابتدائية، فإن قوة لورنتز تُسرّع الجسيم في الاتجاه العمودي على كلٍّ من متجهي السرعة والمجال المغناطيسي. وتكون الحركة الدائرية الناتجة للجسيم ذات نصف قطر يُعرف بنصف قطر الدوران.${\displaystyle r_{p}}$ثم تُعرَّف الصلابة على النحو التالي:

${\displaystyle R=B\times r_{p}}$

أين${\displaystyle B}$هو المجال المغناطيسي. في هذا التعريف، وحدات الصلابة R هي تسلا متر (نيوتن·ثانية/كولوم). ^{[ 1 ]}

أو بدلاً من ذلك، يمكن تعريف الصلابة بشكل مكافئ تمامًا على النحو التالي:

${\displaystyle R={pc \over q}}$

أين${\displaystyle p}$يمثل زخم الجسيم،${\displaystyle c}$هي سرعة الضوء ، و${\displaystyle q}$هي الشحنة الكهربائية للجسيم. بالنسبة لنواة ذرية متأينة بالكامل تتحرك بسرعة نسبية، يتبسط هذا إلى

${\displaystyle R={E \over Z}}$

أين${\displaystyle E}$هي طاقة الجسيم و${\displaystyle Z}$هو العدد الذري . في هذه الحالة، وحدات الصلابة R هي الفولت . يُستخدم هذا التعريف غالبًا في دراسة الأشعة الكونية ، حيث تكون كتلة وشحنة كل جسيم غير معروفة عمومًا.