磁鏡

磁鏡(Magnetic Mirror) 是一種中間弱、兩端強的特殊的磁場位形。製作磁鏡的方法有很多，比較簡單的是用兩個電流方向相同的線圈產生一個中間弱兩端強的磁場，這一磁場區域的兩端就形成了兩個磁鏡，這磁場分布叫磁瓶。另一種磁鏡結構由很多匝線圈繞成直線管形狀的管室，兩端線圈密度比中間大，從而兩端磁場比中間強。
當繞著磁力線旋進的粒子由弱磁場區進入兩端的強磁場區域時，就會受到一反向力的作用。這個力迫使粒子的速度減慢，軌道螺距縮短，然後停下來並反射回去，反射回去的粒子達管子中心區域後，又向另一端螺旋前進，達連線埠後又被反射回來。粒子就像光在兩個鏡子之間來回反射，所以稱之為磁鏡。
目前，磁鏡主要用於磁約束技術。在可控核聚變裝置中，利用磁鏡將高溫等離子氣體約束在磁瓶中，可以使核聚變穩定進行。
假設有一個帶電粒子，質量為 ，帶電量為q，運動速度為 。該粒子沿著磁鏡中軸的方向進入磁場，設磁場強度為 ，那么我們可以得到一下關係：
1 帶電粒子在磁場中作螺旋式運動時，一方面以平行於磁場方向的縱向分速度 前進，一方面又以垂直於磁場方向的橫向分速度 繞磁力線作圓周運動。設平行於磁場方向的動能為 ，垂直於磁場方向的動能為 ，因洛侖茲力不做功，故帶電粒子的動能保持不變，即
W1 + W2 =constant••••••••••••••••（1）
粒子在磁鏡中運動時，由於磁場不均勻，故 和 都在變化，平行於磁場方向的動能和垂直於磁場方向的動能相互轉化。
2 設帶電粒子做圓周運動形成的等效電流為I，粒子運動軌跡的半徑為R，面積為S，那么粒子運動產生的磁矩為：
L =I•S；
有由於粒子做圓周運動滿足方程：
根據磁矩不變性原理可知，對於一種粒子來講，其磁矩大小 是一個常數。故垂直磁場線方向的動能 會隨著磁場強度的變化而變化。當粒子從弱磁場區域向強磁場區域運動時， 增大，而總能量保持不變，於是 會減小。
3 我們可以推測，在平行於磁場的方向上，該粒子一定受到某個力的作用，使 減小。設這個力為F。
由公式 W = FS
綜上可得，粒子在運動過程中 不斷減小，如果磁場強到使 = W，那么 = 0，既粒子在平行於磁場方向的速度為零。這時，粒子開始改變方向，從強磁場區域向弱磁場方向運動，粒子被“反射”。