等離子體物理學(xué)導(dǎo)論(參考版)
2025-01-19 20:48本頁面
【正文】 對于多粒子體系 , 采用粒子速度分布函數(shù)描述系統(tǒng)的演化與特征 : 速度分布函數(shù)代表 在相空間體積元 dV之中的粒子數(shù)密度； 速度分布函數(shù)均分、 各向異性的含義 基本方程：速度分布函數(shù)的控制方程 (等離子體動力學(xué)理論 ) ? Boltzmann方程： ? 無碰撞時成為 Vlasov方程 相空間體積元內(nèi)粒子數(shù)守恒 兩種方法推導(dǎo) Vlasov方程 1. 固定體積元法 2. 隨體導(dǎo)數(shù)法 僅考慮外場與等離子體空間勻滑的自洽場， 只是空間位置的函數(shù) . ? 優(yōu)點：可描述速度分布函數(shù)的演化特性 ? 缺點： 6 + 1個自變量 /通常是在無限均勻介質(zhì)中進行計算、難以直接在參數(shù)梯度大的空間物理環(huán)境中計算 3. 磁流體力學(xué)描述 （等離子體的流體近似） Magohydrodynamic(MHD) theory 使用密度、速度、溫度 等宏觀參量描述 （對速度分布進行平均） MHD方程組： 質(zhì)量守恒方程 動量守恒方程 能量守恒方程 Maxwell方程組 狀態(tài)方程 電子－質(zhì)子雙流 MHD方程組 多流 MHD方程組 優(yōu)點：涉及的直接參數(shù)是等離子體宏觀參量 缺點：必須事先對粒子速度分布函數(shù)假設(shè)、無法描述速度分布函數(shù)的時空演化特性 ? 粒子描述、動力學(xué)描述與流體描述在 空間等離子體物理學(xué)中的互補作用： 等離子體的雙重個性：有時象流體、有時更象粒子 例如：太陽風(fēng)中粒子速度分布函數(shù)的演化 太陽風(fēng)中的電子速度分布函數(shù) (冷加熱加束流 ) 。溫度越高，庫侖碰撞的頻率越小 能量交換頻率 與電荷的正負(fù)無關(guān)、正離子可以通過庫侖碰撞加速其他種類正離子 (非同號相吸、異號排斥 ) 上述頻率為簡單估算值，反映參數(shù)定性關(guān)系 Q： 課堂思考： 對于高溫低密度的等離子體，
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