Взаимодействие космических аппаратов с окружающей плазмой. Новиков Л.С. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

11
.1
3/12
<<=
kT
ne
W
W
K
P
Это условие может быть записано и с использованием понятия ра-
диуса экранирования. Число заряженных частиц плазмы в сфере с ра-
диусом
D
λ
(оно называется дебаевским числом) равно
3
3
4
DD
nN
λπ
=
.
В идеальной плазме это число должно быть велико, т.е. условием
идеальности плазмы является
1>>
D
N .
Во всех областях космического пространства плазма является иде-
альной.
Функции распределения частиц плазмы
Состояние плазмы описывается некоторыми функциями распределе-
ния электронов и ионов ),,( tf
vr в фазовом пространстве ),( vr в мо-
мент времени t. Для фиксированного момента времени t и заданной ко-
ординаты
r можно записать число частиц в единице объема dn , скоро-
сти которых лежат в элементе объема скоростей
vd :
vv dfndn )(=
.
При термодинамическом равновесии в плазме устанавливается рас-
пределение частиц по скоростям, подчиняющееся закону Максвелла
(
)
kT
mv
kT
m
f
2
exp
2
)(
2
2/3
=
π
v
.
Для максвелловского распределения частиц по скоростям наиболее
вероятная скорость частиц
2/12/1
41,1
2
=
m
kT
m
kT
v
B
,
       WP           2 1/ 3
                 = en                 << 1.
            WK               kT
   Это условие может быть записано и с использованием понятия ра-
диуса экранирования. Число заряженных частиц плазмы в сфере с ра-
диусом λD (оно называется дебаевским числом) равно
            4
       N D = π n λD3 .
            3
   В идеальной плазме это число должно быть велико, т.е. условием
идеальности плазмы является
       N D >> 1 .
   Во всех областях космического пространства плазма является иде-
альной.

   Функции распределения частиц плазмы

   Состояние плазмы описывается некоторыми функциями распределе-
ния электронов и ионов f (r, v, t ) в фазовом пространстве (r, v) в мо-
мент времени t. Для фиксированного момента времени t и заданной ко-
ординаты r можно записать число частиц в единице объема dn , скоро-
сти которых лежат в элементе объема скоростей dv :
       dn = n f ( v ) dv .
   При термодинамическом равновесии в плазме устанавливается рас-
пределение частиц по скоростям, подчиняющееся закону Максвелла

                                          (                ).
                               3/ 2
                  ⎛ m ⎞
                                      exp − mv
                                                 2
        f ( v) = ⎜⎜       ⎟⎟
                                                     2kT
                  ⎝ 2π kT ⎠
   Для максвелловского распределения частиц по скоростям наиболее
вероятная скорость частиц
                      1/ 2                    1/ 2
            ⎛ 2kT ⎞                 ⎛ kT ⎞
       vB = ⎜     ⎟          ≈ 1,41 ⎜    ⎟ ,
            ⎝ m ⎠                   ⎝ m⎠



                                                      11