Торможение магнитного диполя, движущегося с произвольной скоростью в проводящей трубе

В известном опыте, который часто показывают студентам на вводной лекции по электромагнитной индукции, небольшой магнит падает в длинной проводящей трубке. Возникающие в трубке вихревые токи Фуко создают тормозящую силу, которая заметно увеличивает время падение магнита. В настоящей статье получена формула для тормозящей силы, справедливая как при малых скоростях, когда тормозящая сила пропорциональна скорости движения магнита $v$, так и при больших скоростях, когда сила торможения уменьшается сначала пропорционально $v^{-1}$, а затем пропорционально $v^{-1/2}$. Последние два режима имеют аналог в виде явления “просвиста”, приводящего к неограниченному ускорению электронов в плазме, и ранее не были описаны в литературе. Приведены также расчеты тормозящей силы при наличии продольного разреза в стенке трубки, и описаны эксперименты по измерению этой силы.