第2章等離子體基本概念(參考版)
2025-07-23 09:15本頁面
【正文】 電子等離子體振蕩現(xiàn)象與等離子體振蕩頻率的意義（推導練習留在第 5章） 。 第 2章結束 謝謝！ 第 2章 習題與思考題 等離子體電荷屏蔽現(xiàn)象與準電中性 屏蔽庫侖勢與德拜屏蔽長度的意義 試驗證屏蔽庫侖勢 ()式是 ()方程的解 。 ? 核聚變裝置中每立方米等離子體的總粒子數(shù)約為1019個，如果對這些粒子運動軌道都考慮，當代計算機的容量就遠遠不夠。 4. 粒子模擬法 ? 有些等離子體問題中，用磁流體描述法、統(tǒng)計描述法，都不足以描述等離子體行為，于是人們?nèi)ジ櫭總€粒子的軌道，以了解整個體系的行為，即粒子模擬法。等離子體的統(tǒng)計描述法是最基本的描述法。 3. 統(tǒng)計描述法 ? 單粒子軌道描述只考察單個粒子的運動，忽略了粒子間的相互作用； ? 磁流體描述法只考慮整體行為，忽略了單個粒子的運動，兩者都是近似的描述法。 2. 磁流體描述法 ? 把等離子體看成 導電流體 ， 用經(jīng)典流體力學和電動力學相結合的方法 ， 研究導電流體和磁場的相互作用 ， 它著重于等離子體的整體行為 。 1. 單粒子軌道描述法 ? 單粒子軌道描述法：研究單個帶電粒子在外加的電場或磁場作用下的運動，完全忽略等離子體中其他帶電粒子對它的作用。 Dl ?1/ pe?? 等離子體參量與分類 ? 等離子體參量 粒子性質的量：粒子質量、電荷（電子、離子） 宏觀狀態(tài)的量：密度、溫度（包括電子、離子） ? 等離子體分類 ： （ 1） 溫度很高： 相對論 效應 電子溫度 Te ～ 10keV，熱運動速度 v～ （ 2） 密度很高 （ 接近固體 ） ： 量子效應 粒子間平均距離 ≤ 電子德布洛依波長 量子和經(jīng)典界限 ： 1 / 31 / / /e e t e en m m T???（ 3） 粒子間作用強弱： 平均作用勢能 平均動能 ? 理想等離子體條件： 弱耦合等離子體 強耦合等離子體 ? 核聚變等離子體（高溫、低密） 經(jīng)典、理想等離子體 （非相對論） ? 低溫高密的恒星、固體等離子體 （ 量子） 2 2 1/ 3 2 1/ 3/ / ( )p e eE e l e n e n?? ? ?( 3 / 2 )keET?2 1/ 3/ 2 / 3 1p k e eE E e n T?/1pkEE/1pkEE ?宇宙和實驗室中等離子體參量 ? 見表 ? 等離子體振蕩頻率比電子碰撞頻率大很多（ 2～ 3個量級以上 ） ， 即等離子體中的碰撞過程比等離子體集體振蕩過程慢得多 ? 等離子體的特性是以集體效應為主 p e ei??典型的等離子體密度、溫度區(qū)域 等離子體的描述方法 ? 等離子體中帶電粒子間既有短程庫侖作用引起的碰撞，又存在長程庫侖作用引起的集體運動，其中又有外加的強磁場，還有自身產(chǎn)生的電磁場，因此要 精確描述等離子體的行為極其困難 。 /1e e p e?? 1/p e p e???等離子體定義（統(tǒng)一的 ） ? 必須指出，并非任何帶電粒子組成的體系都是等離子體，只有具備了等離子體特性的帶電粒子體系，才可稱為等離子體。 說明 等離子體的特性是以集體效應為主 。 ）稱為 “ 碰撞 ” ，實現(xiàn)這樣碰撞所經(jīng)歷的平均時間稱平均碰撞時間。因此在等離子體中，通過大量小角度散射積累到大的偏轉比只經(jīng)
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