ポンデロモーティブ力
物理学において、ポンデロモーティブ力 (ポンデロモーティブりょく 英: ponderomotive force) とは強度が一様でない振動電磁場下におかれた荷電粒子が感じる非線形(英語版)な力のことをいう。動重力と漢語訳されることもある。
ポンデロモーティブ力 Fp は以下の式のように表わされる。
F p = − e 2 4 m ω 2 ∇ ( E 2 ) {\displaystyle {\boldsymbol {F}}_{\text{p}}=-{\frac {e^{2}}{4m\omega ^{2}}}\nabla (E^{2})}
e は粒子のもつ電荷、 m は質量、 ω は振動電磁場の角周波数、 E は電場の振幅をあらわす。周波数が十分に低い場合、磁場の及ぼす力は非常に小さい。
この等式は荷電粒子が非一様な振動電磁場下におかれたとき、電磁場の角周波数 ω で振動するだけでなく、 Fp により振幅の小さい方向へ加速されることを示している。この力はローレンツ力などと異なり力の向きが電荷の正負によらず一定であり、この点で珍しい。
ポンデロモーティブ力のメカニズムは、振動電磁場下における電荷の運動を考えれば容易に理解できる。電磁場が一様な場合、電荷は一周期後には元の位置に戻る。しかし一様でない場合は、電荷が振幅の大きい領域にいる半周期の間に働く力は振幅の小さい領域へと向かう。振幅の小さい領域にいる半周期の間に働く力は振幅の大きい領域へと向うが、その大きさは小さい。結果として、一周期の間に働く力を平均すると電荷は振幅の小さい領域へと向う力を受けることとなる。
Schmidt, George (1979). Physics of High Temperature Plasmas (second ed.). Academic Press. p. 47. ISBN 0-12-626660-3
Nicholson, Dwight R. (1983). Introduction to Plasma Theory (second ed.). Wiley Publications. ISBN 0-471-09045-X