- Артикул:00-01106320
- Автор: Загородний А.Г., Черемных О.К.
- ISBN: 978-966-00-1429-9
- Тираж: 500 экз.
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: Наукова Думка (все книги издательства)
- Город: Киев
- Страниц: 696
- Формат: 60х90/16
- Год: 2014
- Вес: 1001 г
Введение в физику плазмы. Часть 1
Монография состоит из двух частей. В первой части приведены устоявшиеся представления о плазме. Обсуждаются формы ее существования и области применения. Изложено описание плазмы в одночастичном приближении. В рамках этого описания проанализированы задачи о движении заряженных частиц в электрических и магнитных полях и проблема их удержания в этих полях. Рассмотрено магнитогидродинамическое описание плазмы, с помощью которого изложены проблемы равновесия и течения плазмы, а также проанализированы волны в плазме и процессы переноса в ней.
Во второй части на основе методов электродинамики сплошных сред дано описание электромагнитных волн в плазме. Проанализированы кинетические эффекты в плазменных волнах. Приведены различные подходы к исследованию устойчивости плазмы. Рассмотрены стационарные нелинейные волны в плазме и нелинейные волновые взаимодействия. Изложены современные представления о турбулентных процессах в плазме.
Для студентов старших курсов, аспирантов и научных сотрудников, впервые обратившихся к изучению физики плазмы.
Оглавление
Предисловие
Часть первая
Глава 1. Плазма как состояние вещества. Основные понятия
§ 1.1. Понятие плазмы
§ 1.2. Распространенность плазмы в природе
§ 1.3. Определение плазмы
§ 1.4. Плазменный параметр
§ 1.5. Температура плазмы
§ 1.6. Применение плазмы
Газовый разряд
Управляемый термоядерный синтез
Ближний космос
Астрофизика
МГД-генератор
МГД-двигатель
Пылевая плазма
Полупроводниковая плазма
Глава 2. Движение заряженных частиц. Дрейфовое приближение
§ 2.1. Простейшие случаи движения
Циклотронное вращение частицы
Однородные статические поля
Радиационные пояса Земли. Теория Штермера
Движение заряженной частицы в поле прямого провода с током
§ 2.2. Дрейфовое приближение
§ 2.3. Адиабатические инварианты в дрейфовой теории
§ 2.4. Движение заряженных частиц в магнитном поле Земли
§ 2.5. Электродинамические свойства плазмы, вытекающие из дрейфовой теории
Глава 3. Удержание заряженных частиц. Плазменные ловушки
§ 3.1. Постоянное электрическое поле
§ 3.2. Стоячие электромагнитные колебания
§ 3.3. Пробкотроны и антипробкотроны
§ 3.4. Тороидальные ловушки
§ 3.5. Токамаки
§ 3.6. Стеллараторы
Глава 4. Магнитная гидродинамика
§ 4.1. Основные уравнения сплошных сред
Уравнение непрерывности
Уравнение количества движения
Термодинамические уравнения для плазменных сред
Модификация уравнений Максвелла
§ 4.2. Идеальная магнитная гидродинамика
Причинно-следственная связь магнитно-гидродинамических уравнений
§ 4.3. Консервативные МГД-уравнения
§ 4.4. Диссипативная магнитная гидродинамика
§ 4.5. Двухжидкостная магнитная гидродинамика
Уравнения двухжидкостной магнитной гидродинамики
Обобщенный закон Ома
Эффект Холла
Диамагнитный дрейф
§ 4.6. Вмороженность и диффузия магнитного поля
Диффузия магнитного поля в плазму
Проникновение плазмы в магнитное поле
Теорема вмороженности
Критерий вмороженности. Изменение топологии магнитного поля
Глава 5 Равновесие плазмы
§ 5.1. Равновесные конфигурации в МГД-приближении
§ 5.2. Простейшие равновесия
Равновесие 0-пинча
Равновесие z-пинча
Динамический пинч
§ 5.3. Бессиловые магнитные конфигурации
§ 5.4. Самосогласованные профили равновесия
§ 5.5. Равновесие плазмы в тороидальных ловушках
Уравнение Трэда-Шафранова
Равновесие тороидального шнура
§ 5.6. Стохастическая неустойчивость
Глава 6. Стационарное течение плазмы
§ 6.1. Некоторые свойства стационарного течения плазмы
Интеграл Бернулли
Теорема вириала
Теорема Каулинга
§ 6.2. Движение плазмы вдоль магнитного поля
§ 6.3. Солнечный ветер
§ 6.4. Межпланетное магнитное поле
§ 6.5. Течение Гартмана
Глава 7. Процессы переноса
§ 7.1. Диффузия в слабоионизированных газах
Соотношение Эйнштейна
Амбиполярная диффузия
Амбиполярная термодиффузия
Амбиполярная диффузия поперек магнитною поля
§ 7.2. Диффузия полностью ионизированной плазмы
Длина свободного пробега частицы в полностью ионизированной плазме
Оценка времен релаксации импульса и энергии в полностью ионизированной плазме
Коэффициенты переноса в полностью ионизированной изотропной плазме
Диффузия и теплопроводность полностью ионизированной плазмы в магнитном поле
§ 7.3. Стационарная проводимость плазмы
Проводимость полностью ионизированной плазмы
Проводимость слабоионизированной плазмы
"Убегающие" электроны
Проводимость плазмы в магнитном поле
§ 7.4. Диффузия в тороидальном магнитном поле
Глава 8. Магнитогидродинамические волны
§ 8.1. Волны в одножидкостной магнитной гидродинамике
Метод малых возмущений
Уравнение для вектора смещения
Альфвеновские волны
Плоская монохроматическая волна
Магнитозвуковые волны
§ 8.2. МГД-волны произвольной амплитуды
Альфвеновская волна
Магнитозвуковая волна
§ 8.3. Волны в двухжидкостной магнитной гидродинамике
Ионно-звуковая волна
Магнитный (поперечный) звук
Магнитозвуковые и альфвеновские (косые) волны
§ 8.4. Непрерывный спектр
§ 8.5. Поверхностные МГД-моды
Часть вторая
Глава 9. Электромагнитные волны в плазме
§ 9.1. Дисперсионное уравнение для электромагнитных волн
§ 9.2. Волны в изотропной плазме
Волны в "холодной" плазме
СВЧ-диагностика
Отсечки и резонансы
Волны в "теплой" плазме
§ 9.3. Волны в холодной плазме с магнитным полем
Дисперсионное уравнение
Продольное распространение волн
Эффект Фарадея
Косое распространение волн (0=0,0=п/2)
Поперечное распространение волн (0=п/2)
Гибридные резонансы в холодной плазме
Глава 10. Элементы кинетики плазмы
§ 10.1. Метод кинетического уравнения
Функция распределения
Уравнение Больцмана
Уравнение Власова
§ 10.2. Решение уравнения
Власова в заданных полях
Метод характеристик
Плазма в отсутствие полей
Плазма в магнитном поле
Теория Дебая
Равновесие плазмы в магнитном поле
Модель Харриса
§ 10.3. Гидродинамическое описание плазмы
Макроскопические параметры плазмы
Макроскопические уравнения плазмы
Идеальная простая плазма
Столкновительная плазма
Бесстолкновительная "холодная" плазма
Адиабатическое приближение Чу-Гольдбергера-Лоу
§ 10.4. Коэффициенты переноса
т-приближение
Проводимость
Метод Чепмена-Энскога
Коэффициент теплопроводности
Тензор давления
Глава 11. Волны в кинетическом приближении
§ 11.1. Тензор диэлектрической проницаемости
Электромагнитные волны
§ 11.2. Задача о собственных колебаниях плазмы
§ 11.3. Затухание Ландау
§ 11.4. Физический механизм затухания Ландау
§ 11.5. Волны Ван-Кампена
§ 11.6. Волны в однородной и изотропной плазме
Функция Крампа
Быстрые волны (w/k >> vTe,vTi)
Волны с промежуточными фазовыми скоростями (vTi << w/k << vTe)
Область медленных волн (w/k << vn,vТе)
Поперечные волны
§ 11.7. Квазилинейная эволюция колебаний плазмы
Квазилинейные уравнения
Релаксация плазменных колебаний
Релаксация функции распределения "теплого" пучка
Влияние кулоновских столкновений
на квазилинейную релаксацию
Глава 12. Устойчивость плазмы
§ 12.1. Неустойчивость Крускала-Шварцшильда
§ 12.2. Конвективная неустойчивость плазмы малого давления
§ 12.3. Неустойчивость плазмы в магнитном поле с тиром
§ 12.4. "Перетяжки" и "змейки"
§ 12.5. Винтовая неустойчивость
§ 12.6. Баллонная неустойчивость
§ 12.7. Энергетический принцип
§ 12.8. Устойчивость цилиндрического пинча
§ 12.9. Тиринг-неустойчивость
§ 12.10. Пучково-плазменные неустойчивости
§ 12.11. Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца
Глава 13. Стационарные нелинейные волны
§ 13.1. "Простая" быстрая магнитозвуковая волна
§ 13.2. Нелинейная ионно-звуковая волна
§ 13.3. Стационарные ленгмюровские волны
§ 13.4. Ленгмюровский солитон
§ 13.5. Стационарные бесстолкновительные ударные волны
§ 13.6. Глобальные альфвеновские вихри
Глава 14. Нелинейные волновые взаимодействия
§ 14.1. Параметрические неустойчивости
§ 14.2. Энергия и импульс волны
§ 14.3. Трехволновое взаимодействие
§ 14.4. Взрывная неустойчивость
§ 14.5. Резонансное взаимодействие волн и частиц (квантовый подход)
§ 14.6. Эхо на плазменных волнах
§ 14.7. Нелинейное затухание Ландау
Глава 15. Турбулентность
§ 15.1. Статистическое описание турбулентности
§ 15.2. Спектры турбулентных пульсаций
§ 15.3. Аномальная электропроводность
§ 15.4. Генерация магнитного поля и а-эффект
Список литературы
Список условных обозначений
Рекомендуем
