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等离子体物理基础
-
期终复习?/p>
一
.
名词解释
等离子体
(plasma);
物质的第四?/p>
(plasma);
等离子体独立参量
;
朗道
(Landau)
长度
;
德拜半径或德拜长?/p>
(Debye Length);
德拜
(Debye)
屏蔽
;
朗缪?/p>
(Langmuir)
振荡
;
拉摩
(Larmor)
频率
;
拉摩
(Larmor)
半径
;
磁镜效应
;
寝渐不变?/p>
;
磁流体力学理?/p>
(MHD,
?/p>
Magneto-Hydro-Dynamic);
动理学理?/p>
(kinetic theory).
?/p>
.
在讨论单个带电粒子的运动?/p>
,
若除了受到磁场作用外
,
还受到其它外力场作用
,
则带电粒子的
运动方程可以写成
:
F
B
v
q
dt
v
d
m
?/p>
?
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
)
(
,
试说明该式的物理意义
.
?/p>
.
在讨论单个带电粒子的运动?/p>
,
已知带电粒子在磁场中的漂移运动速度?/p>
:
2
qB
B
F
v
D
?/p>
?/p>
?
?/p>
?/p>
?/p>
,
?/p>
?/p>
?/p>
F
?
是指垂直于磁场方向的外力
,(1)
简要说明该式的物理意义
; (2)
简要说明电漂移、重力漂移?
梯度漂移、曲率漂移和径向漂移产生的条?/p>
.
?/p>
.
考虑磁场
B
?/p>
随时?/p>
t
缓慢变化
,
那么在带电量
q
的粒子回旋轨道内会感生一个环向电?/p>
E
?
,
?/p>
场方向是回旋轨道的切?/p>
,
由于这电场的存在
,
使带电粒子在回旋轨道上产生横向动?/p>
W
?/p>
的增?/p>
,
起因于电场对带电粒子做功
.
已知
W
?/p>
=-
μ
B,
其中
?/p>
?/p>
是带电粒子的磁矩
,
求证
:
磁矩
?/p>
?
=
常数
. (
?
能用?/p>
:
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
S
d
t
B
l
d
E
?/p>
?
?/p>
?/p>
)
五.在讨论均匀理想的导电流体的磁流体方程时
,
可概括为如下九个方程
:(
1
)
流体方程
(
连续方程
,
运动方程
,
能量方程
); (2)
麦克斯韦方程?/p>
;(3)
广义欧姆定律和电荷守恒定?/p>
.
目前各方程混杂如
?/p>
,
试根据其物理意义
,
挑选出流体方程和广义欧姆定律和电荷守恒定律的五个表?/p>
.
?/p>
.
考虑在一稳恒电场?/p>
0
?/p>
?/p>
?/p>
t
E
?/p>
,
利用磁流体方?/p>
,
试证明感应方?/p>
:
B
B
v
t
B
m
?/p>
?/p>
?/p>
?
2
)
(
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
,
其中
?
?/p>
?/p>
?/p>
0
1
m
称为磁黏滞系?/p>
.
(
可能用到
:
)
)
(
)
(
2
f
f
f
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
.
考虑在一稳恒电场?/p>
0
?/p>
?/p>
?/p>
t
E
?
,
利用磁流体方?/p>
,
人们可以推得感应方程
:
B
B
v
t
B
m
?/p>
?/p>
?/p>
?
2
)
(
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
,
其中
?
?/p>
?
?/p>
0
1
m
称为磁黏滞系?/p>
.
试说?/p>
: (1)
若等离子体是某一理想导电?/p>
?/p>
,
则将出现磁场冻结
; (2)
若等离子体不是一理想导电流体
,
而是某一静止的导电流?/p>
,
则将?/p>
现磁场的扩散
.