Взаимодействие космических аппаратов с окружающей плазмой. Новиков Л.С. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

12
средняя арифметическая скорость движения частиц
2/12/1
6,1
8
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
≈
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
m
kT
m
kT
v
A
π
и средняя квадратичная скорость
2/12/1
73,1
3
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
≈
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
m
kT
m
kT
v
KB
,
соответственно
23,1:13,1:1:: =
KBAB
vvv .
Если в плазме присутствует стороннее электрическое поле, описы-
ваемое потенциалом )(r
ϕ
, например в плазме внутри дебаевской сфе-
ры, то распределение частиц по скоростям описывается формулой Мак-
свелла – Больцмана
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
kT
mv
kT
e
kT
m
f
2
)(
exp
2
),(
2
2/3
r
vr
ϕ
π
,
которую можно считать произведением вероятностей двух независимых
условий: наличия у частицы заданной скорости и нахождения ее в опре-
деленной точке пространства. Первая из этих вероятностей описывается
законом Максвелла, а вторая – формулой Больцмана.
2. Плазма в космическом пространстве
В космическом пространстве присутствуют плазменные образования
разных видов, отличающиеся по энергии частиц и ионному составу, а
также по происхождению. Мы будем рассматривать главным образом
плазменные образования внутри магнитосферы Земли – области лока-
лизации геомагнитного поля, где функционирует подавляющее боль-
шинство КА, предназначенных для решения разнообразных прикладных
и научных задач.
Не останавливаясь на
описании структуры магнитосферы Земли, ко-
торое приведено во многих монографиях и учебных пособиях (см. спи-
   средняя арифметическая скорость движения частиц
                      1/ 2                  1/ 2
            ⎛ 8kT ⎞                ⎛ kT ⎞
       vA = ⎜     ⎟          ≈ 1,6 ⎜    ⎟
            ⎝ πm ⎠                 ⎝ m⎠
   и средняя квадратичная скорость
                        1/ 2                       1/ 2
             ⎛ 3kT ⎞                  ⎛ kT ⎞
       vKB = ⎜     ⎟           ≈ 1,73 ⎜    ⎟ ,
             ⎝ m ⎠                    ⎝ m⎠
   соответственно
       vB : v A : vKB = 1 : 1,13 : 1,23 .
   Если в плазме присутствует стороннее электрическое поле, описы-
ваемое потенциалом ϕ (r ) , например в плазме внутри дебаевской сфе-
ры, то распределение частиц по скоростям описывается формулой Мак-
свелла – Больцмана
                                  3/ 2
                    ⎛ m ⎞
                                         exp ⎛⎜ eϕ (r ) − mv        ⎞,
                                                             2
       f (r, v ) = ⎜⎜        ⎟⎟
                                                       kT      2kT ⎟⎠
                    ⎝ 2 π kT ⎠                ⎝
которую можно считать произведением вероятностей двух независимых
условий: наличия у частицы заданной скорости и нахождения ее в опре-
деленной точке пространства. Первая из этих вероятностей описывается
законом Максвелла, а вторая – формулой Больцмана.

               2. Плазма в космическом пространстве

   В космическом пространстве присутствуют плазменные образования
разных видов, отличающиеся по энергии частиц и ионному составу, а
также по происхождению. Мы будем рассматривать главным образом
плазменные образования внутри магнитосферы Земли – области лока-
лизации геомагнитного поля, где функционирует подавляющее боль-
шинство КА, предназначенных для решения разнообразных прикладных
и научных задач.
   Не останавливаясь на описании структуры магнитосферы Земли, ко-
торое приведено во многих монографиях и учебных пособиях (см. спи-


                                                          12

Страницы