Основы физики плазмы, Кролл Н., Трайвелпис А., 1975

Основы физики плазмы, Кролл Н., Трайвелпис А., 1975.

РАВНОВЕСИЕ И КВАЗИРАВНОВЕСИЕ.

Термин равновесие часто не вполне точно используется в физике плазмы для описания квазистацнонарного состояния плазмы, которое было бы вполне стационарным в отсутствие столкновении частиц друг с другом. Обычно научается поведение плазмы при малых отклонениях от такого квазиравновесного состояния.

Термодинамическое равновесие означает, что как ионы, так и электроны описываются максвелловским распределением, характеризуемым одной и той же температурой. При этом среда находится в равновесии со своим окружением и скорости излучения и поглощения энергии одинаковы. Спектр излучения при этом соответствует излучению черного тела.
Существует много интересных теоретических и экспериментальных ситуаций, когда ионы и электроны в плазме имеют разные температуры и не находятся в термодинамическом равновесии с окружающим их веществом. Термин квази равновесие используется для описания состояний, которые изменяются во времени только вследствие парных столкновений.



УСТОЙЧИВОСТЬ ПЛАЗМЫ И УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ.

То же самое рассуждение, которое использовалось для объяснении затухания Ландау, приводит к более удивительным заключениям в случае неравновесной функция распределения, такой- например, как показано на фиг. 2. Волна, распространяющаяся со скоростью w/k = v0, «видит» большее число электронов, слегка обгоняющих ее, чем отстающих от нее. Следовательно, отбирая у быстрых электронов больше энергии, чем она отдает медленным, волна должна усиливаться. Это нарастание ленгмюровских волн в плазме с немаксвелловским распределением (фиг. 2) — один из примеров характерного для плазмы явления, называемого неустойчивостью. Неустойчивость представляет собой процесс нарастания со временем малых возмущений квазиравновесного состояния плазмы. Вообще говоря, в неустойчивости проявляется способность плазмы релаксировать благодаря коллективным процессам из неполностью равновесного состояния за время, которое много меньше времени между парными столкновениями. Практически же неустойчивость часто означает способность плазмы выйти из области с такой конфигурацией полей, в которой одна заряженная частица находилась бы неограниченно долго.

Целью многих исследований был поиск конфигураций полей, обеспечивающих удержание плотной высокотемпературной плазмы в течение времени, достаточного для того, чтобы энергия, выделившаяся в прошедших реакциях синтеза, превысила энергию, затраченную на создание и удержание плазмы. Неустойчивости приводят к разрушению ограниченных плазменных образований. Поэтому исследования устойчивости плазмы начались почти сразу же после первых экспериментов по удержанию плазмы. Если бы


ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора перевода
Предисловие авторов
Глава I. ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ ПЛАЗМЫ
А. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ ФИЗИКИ ПЛАЗМЫ
§ 1. Равновесие и квазиравновесие
§ 2. Дебаевский радиус экранирования
§ 3. Параметр неидеальности плазмы
§ 4. Функция распределения
§ 5. Температура а другие монеты функции распределения
§ 6. Магнитное давление
§ 7. Дрейф частиц
§ 8. Плазменная частота
§ 9. Волны в плазме
§ 10. Затухание Ландау
§ 11. Устойчивость плазмы и управляемый термоядерные синтез
§ 12. Ударные волны и солитовы
§ 13. Столкновения
§ 14. Классическая и бомовская диффузия
§ 15. Излучение плазмы
Б. СОЗДАНИЕ ПЛАЗМЫ
§ 16. Разряд низкого давления с холодным катодом
§ 17. Термоэмиссионный дуговой разряд
§ 18. Плазменные пушки
§ 19. Плазма паров щелочных металлов. Q-машины
§ 20. Плазма высокочастотного разряда
§ 21. Плазменный фокус
§ 22. Солнечная плазма
§ 23. Лазерная плазма
В. ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ
§ 24. Измерение тока и напряжения в плазме
§ 25. Плазменные зонды
§ 26. Другие методы диагностики плазмы
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 2. ТЕРМОДИНАМИКА И СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА РАВНОВЕСНОЙ ПЛАЗМЫ
§ 1. Параметр неидеальности
§ 2. Распределение Гиббса и корреляционные функции
§ 3. Двухчастичные корреляции в равновесной плазме
§ 4. Свободная энергия плазмы
§ 5. Уравнение состояния плазмы
§ б. Плазма как жидкость
§ 7. Идеальная плазма
§ 8. Потенциал пробного заряда в плазме
§ 9. Другие примеры применения гидродинамической модели плазмы
§ 10. Кулоновская энергия плазмы
§ 11. Обсуждение
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 3. МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАЗМЫ
§ 1. Функция распределения и уравнение Лиувилля
§ 2. Макроскопические параметры плазмы
§ 3. Макроскопические (гидродинамические) уравнения плазмы
§ 4. Двухжидкостная модель плазмы
§ 5. Одножидкостная модель плазмы
§ 6. Основные приближения, используемые в одножидкостной теории
§ 7. Упрощенные одножидкостные и магнитогидродинамические (МГД) уравнения
§ 8. Свойства плазмы, описываемой одножидкостной и МГД-теориями
§ 9. Динамические свойства плазмы, описываемой одножидкостной и МГД- теориями
§ 10. Теория Чу — Голдбергера — Лоу
§ 11. Динамический пинч
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 4. ВОЛНЫ В ПЛАЗМЕ. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
§ 1. Диэлектрическая проницаемость холодной плазмы в отсутствие внешних полей (Е0 = В0 = 0)
§ 2. Плазменные колебания
§ 3. Плазменные колебания в одномерном потоке
§ 4. Волны пространственного заряда в горячей плазме
§ 5. Поперечные волны в холодной плазме
§ 6. СВЧ-диагностика плазмы
§ 7. Резонансные колебания плазменного столба
§ 8. Волны пространственного заряда в ограниченной плазме
§ 9. Диэлектрическая проницаемость холодной замагниченной плазмы (Е0 = О, В0 = B0z)
§ 10. Волны в холодной замагниченной плазме, распространяющиеся параллельно магнитному полю (Е0 — 0, В0 = В0z)
§ 11. Волны в холодной замагниченной плазме, распространяющиеся перпендикулярно магнитному полю (Е0 = 0, В0 = В0z)
§ 12. Частоты волн в типичных плазмах
§ 13. Волны пространственного заряда в ограниченной холодной плазме в присутствии конечного магнитного поля
§ 14. Низкочастотные дрейфовые волны в неоднородной плазме
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 5. УСТОЙЧИВОСТЬ ПЛАЗМЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ
А. ПРОБЛЕМА УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ
§ 1. Проблема равновесия
§ 2. Классификация плазменных неустойчивостей
§ 3. Методы исследования устойчивости
§ 4. Области устойчивости
Б. УСТОЙЧИВОСТЬ НЕОГРАНИЧЕННОЙ ПЛАЗМЫ В РАМКАХ МАКРОСКОПИЧЕСКИХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ
§ 5. Двухпотоковая неустойчивость волн пространственного заряда
§ 6. Шланговая неустойчивость альфвеновской волны
В. УСТОЙЧИВОСТЬ ПЛАЗМЫ. УДЕРЖИВАЕМОЙ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ. В РАМКАХ МАКРОСКОПИЧЕСКИХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ
§ 7. Гидродинамическая устойчивость плазмы, удерживаемой магнитным полем в поле силы тяжести
§ 8. Гидродинамическая устойчивость плазмы, удерживаемой магнитным полем, с точки зрения термодинамики; желобковая (перестановочная) неустойчивость
§ 9. Макроскопические уравнения, описывающие гидродинамическую устойчивость плазмы, удерживаемой магнитным нолем
§ 10. Гидродинамическая устойчивость плазмы, удерживаемой магнитным полем в поле силы тяжести. Анализ собственных колебаний (линейная теория устойчивости)
§ 11. Энергетический принцип
§ 12. Исследование устойчивости плоской границы плазма — магнитное поле на основании энергетического принципа
§ 13. Исследование устойчивости самоудерживаемой плазмы (Вz = 0) на основании энергетического принципа
§ 14. Стабилизация за счет закрепления концов силовых линий
Г. ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И ИССЛЕДОВАНИЯ В ОВЛАСТИ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА
§ 15. Эксперименты по удержанию плазмы в открытых конфигурациях
§ 16. Эксперименты по удержанию плазмы в замкнутых конфигурациях
§ 17. Другие эксперименты по удержанию плазмы
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 6. ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В ПЛАЗМЕ
§ 1. Парные кулоновские столкновения
§ 2. Отклонение заряженной частицы при многократных кулоновских столкновениях
§ 3. Теория явлений переноса в полностью ионизованной плазме, основанная на уравнении Фоккера — Планка
§ 4. Времена релаксации в полностью ионизованной плазме
§ 5. Явления переноса в полностью ионизованной плазме
§ 6. Кинетическое уравнение Больцмана и модель Лоренца для слабоионизованной плазмы
§ 7. Модифицированное уравнение Вольцмана
§ 8. Коэффициенты переноса в слабоионизованной плазме
§ 9. Амбиполярная диффузия
§ 10. Коэффициенты переноса в слабоионизованной плазме, находящейся в постоянном однородном магнитном поле
§ 11. Амбиполярная диффузия слабоионизованной плазмы поперек магнитного поля
§ 12. МГД-генераторы энергии
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 7. КИНЕТИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ПЛАЗМЫ
§ 1. Микроскопические уравнения для системы многих тел
§ 2. Статистические уравнения для системы многих тел
§ 3. Кинетические уравнения для кулоновской плазмы
§ 4. Замыкание цепочки кинетических уравнений
§ 5. Кинетическое уравнение нулевого приближения — уравнение Власова
§ 6. Кинетическое уравнение первого приближения
§ 7. Свойства уравнения Власова
§ 8. Свойства кинетического уравнения первого приближения
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 8. КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛН
§ 1. Уравнение Власова
§ 2. Линеаризованное уравнение Власова
§ 3. Решение линеаризованных уравнений Власова — Максвелла дли электростатических возмущений в отсутствие внешних полей
§ 4. Асимптотические решения для Фk (t)
§ 5. Упрощенный вывод электростатических волн в плазме
§ 6. Теория ленгмюровских и ионно-звуковых волн, основанная на уравнении Власова. Затухание Ландау (Ео = Во = 0).
§ 7. Возмущение функции распределения плазмы при распространении в ней плазменных волн
§ 8. Дисперсионное уравнение для волн в плазме с произвольным равновесным распределением
§ 9. Кинетическая теория волн малой амплитуды в изотропной плазме. Электростатические и электромагнитные волны (Е = В0 = 0, f0 = f0 (v)|
§ 10. Кинетическая теории волн малой амплитуды в однородно замагниченной плазме (В0 = B0z, Е0 = 0, fao = fao (v2I, vII)I
§ 11. Кинетическая теория вола в холодной замагниченной плазме
§ 12. Волны, распространяющиеся поперек магнитного поля в горячей замагниченной плазме (Е0 = 0, В0 = В0z). Электромагнитные волны и бернстейновские моды
§ 13. Волны, распространяющиеся параллельно магнитному нолю в горячей замагниченной плазме. Электростатические и электромагнитные волны (Е0 = 0, В0 = В0z)
§ 14. Электромагнитные волны, распространяющиеся под произвольным углом к магнитному полю в горячей замагниченной плазме (Б0 = 0, В0 = B0z)
§ 15. Волны в неоднородной горячей замагниченной плазме (Е0 = 0, В0 = B0 (х) z, п0 = п0 (х))
§ 16. Низкочастотные электростатические волны в неоднородной замагниченной плазме
§ 17. Нелинейные электростатические волны (БГК-волны)
§ 18. Сравнение гидродинамической теории плазменных волн с кинетической теорией
§ 19. Основные результаты кинетической теории волн
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 9. КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ
§ 1. Введение
§ 2. Устойчивость монотонно убывающих распределений. Теорема Ньюкомба — Гарднера 11, 21
§ 3. Устойчивость немонотонных распределений. Двухиотоковая неустойчивость
§ 4. Устойчивость немонотонных распределений в горячей плазме. Неустойчивость пучка с тепловым разбросом скоростей
§ 5. Механизм двухпотоковой неустойчивости
§ 6. Метод Найквиста и критерий устойчивости Пепроуза
§ 7. Ионно-звуковая неустойчивость
§ 8. Применение теории двухпотоковой неустойчивости
§ 9. Неустойчивости анизотропной плазмы
§ 10. Электромагнитные неустойчивости (по отношению к пинчеванию)
§ 11. Неустойчивости по отношению к пинчеванию
§ 12. Устойчивость анизотропной замагниченной плазмы
§ 13. Конусная неустойчивость
§ 14. Термодинамические ограничения уровня шумов и инкрементов в неустойчивой плазме
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 10. НЕЛИНЕЙНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛН И НЕУСТОЙЧИВОСТЕЙ
§ 1. Необходимость в нелинейной теории плазмы
§ 2. Квазилинейные уравнения для функции распределения плазмы [1—3]
§ 3. Закон сохранения числа частиц, импульса и энергии в квазилинейной теории
§ 4. Затухание Ландау в квазилинейной теории
§ 5. Неустойчивость теплого пучка в квазилинейной теории
§ 6. Квазилинейная теория двухпотоковой неустойчивости
§ 7. Захват электронов отдельной плазменной волной
§ 8. Плазменно-волновое эхо
§ 9. Нелинейные взаимодействия волн и частиц (слабая турбулентность)
Цитированная литература
Дополнительная литература
Глава 11. ФЛУКТУАЦИИ, КОРРЕЛЯЦИИ И ИЗЛУЧЕНИЕ
§ 1. Экранирование движущегося пробного заряда
§ 2. Флуктуации электрического поля в плазме
§ 3. Флуктуации электрического поля в немаксвелловской плазме
§ 4. Торможение пробной частицы. Излучение электростатических волн
§ 5. Электромагнитные флуктуации и излучение
§ 6. Рассеяние некогерентного излучения на флуктуациях плотности плазмы
§ 7. Излучение плазмы. Закон Кирхгофа
§ 8. Равновесное излучение плазмы
§ 9. Циклотронное (синхротронное) излучение замагниченной плазмы
§ 10. Расчет излучения плазмы методом пробных источников
§ 11. Кинетические уравнения, учитывающие столкновительную релаксацию в плазме
Цитированная литература
Дополнительная литература
Приложение 1. ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦ
§ 1. Уравнения движения
§ 2. Движение частицы в однородных статических электрическом и магнитном полях
§ 3. Движение частицы в медленно меняющихся однородных электрическом и магнитном полях
§ 4. Движение частицы в постоянном однородном магнитном поле и быстро меняющемся электрическом поле малой амплитуды
§ 5. Движение частицы в поле однородной плоской электромагнитной волны большой амплитуды
§ 6. Движение частицы в постоянном неоднородном магнитном ноле
§ 7. Адиабатические инварианты
§ 8. Свойства плазмы, следующие из теории орбит
Цитированная литература
Дополнительная литература
Приложение II. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ВЕКТОРОВ И ТЕНЗОРОВ; НЕКОТОРЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ТЕОРЕМЫ; КРИВОЛИНЕЙНЫЕ КООРДИНАТЫ
Приложение III. СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ; СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ЕДИНИЦАМИ ИЗМЕРЕНИЯ; СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИИ
§ 1. Системы единиц
§ 2. Соотношения между единицами измерения и некоторые физические константы
§ 3. Используемые обозначения
Приложение IV. ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЧТЕНИЯ
Именной указатель
Предметный указатель



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Основы физики плазмы, Кролл Н., Трайвелпис А., 1975 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать книгу Основы физики плазмы, Кролл Н., Трайвелпис А., 1975 - djvu - Яндекс.Диск.




Теги: Кролл :: Трайвелпис :: физика :: учебник по физике