Составители:
Рубрика:
ГЛАВА 12
Линейные волны в плазме
Общие сведения о плазме. Гидродинамическое о писание плаз-
мы (основные уравнения плазменной гидро динамики). Диспер-
сионное уравнение для плазменных ленгмюровских колебаний
и анализ важных частных случаев. Элементы кинетической
теории плазмы плазма в продольном поле; плазменные коле-
бания и затухания Ландау). Дисперсия волн в двухжидкост-
ной плазменной гидродинамике, ионно звуковые волны.
§ 1. Общие сведения о плазме.
Как известно [1, 2] совокупность свободно движущихся разноименно
заряженных частиц (ионизованный газ) называется плазмой, если деба-
евский радиус мал по сравнению с размерами объема, занимаемого газом.
Напомним физический смысл радиуса Дебая. Плазму можно рассма-
тривать как смесь трех компонентов — свободных электронов, положи-
тельных ионов и центральных атомов или молекул. Квазинейтральность
плазмы, т. е. приблизительное равенство плотностей электронов и ионов,
определяется электрическими силами, которые связывают отрицательные
и положительные заряды в плазме. При смещении группы электронов о т-
носительно ионов, т. е. при разделении зарядов, возникают электрические
поля, стремящиеся восстановить квазинейтральность.
Пусть в к аком-то объеме после возмущения остались заряды одного
знака, что соответствует полному разделению зарядов. Если объемная
плотность заряда ρ = ne (n — концентрация частиц,e — заряд частицы),
то поле в выделенной области удовлетворяет уравнению div E = 4πρ.
Очевидно, что для области с линейными размерами порядка x имеем
div E ∼ E/x ∼ 4πne и E ∼ 4πnex, что соответствует изменению потенци-
ала плазмы в области разделения зарядов на величину V ∼ Ex ∼ 4πnex
2
.
Если разность потенциалов V велика, то разделения зарядов не будет:
сильное поле вытолкнет из объема, где нарушена квазинейтральность,
частицы с зарядом одного знака и втянет частицы другого знака. Что
будет, е сли выделенный в плазме объем мал настолько, что поле, создан-
ное избытком в нем частиц одного знака, слабо и не может существенно
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 286
- 287
- 288
- 289
- 290
- …
- следующая ›
- последняя »
