Основы физики плазмы - Кролл Н.
Скачать (прямая ссылка):
4. Plasma Physics in Theory and Application (ed. W. B. Kunkel), McGrow-Hilll New York, 1966, ch. 11.
5. Roberts К. V., Taylor J. B., Phys. Rev. Letters, 8, 197 (1962).
6. Bennett W. //., Phys. Rev., 45, 890 (1934).
7. Tidman D. A., Krall N. Л., Shock Waves in Collisionless Plasma, Wiley, New York, 1971.
8. Ландау Л. Д., Лифшиц E. M., Механика сплошных сред, Гостехиздат, 1954.
9. Introduction to Space Science (ed. W. M. Hess), New York, 1965, p. 363.
10. Trivelpiece A. W., Pechacek R. E., Kapetanakos C. A., Phys. Rev. Letters, 21, 1436 (1968).
Фиг. 44. Распределение тока в равновесном линейном пинче.
!) Хороший обзор работ по этому вопросу, включая экспериментальные результаты, приведен в книге JI. А. Арцимовича [12].
HO
ГЛАВА З
11. Chew G. F., Goldberger М. L., Low F. ?., Proc. Roy. Soc. (London), А236, 112 (1956).
12. Арцимович JI. А., Управляемые термоядерные реакции, Физматгиз, 1961.
13*. Брагинский С. Я., в сб. «Вопросы теории плазмы», вып, 1, Атомиздат, 1963, стр. 183. 14*. Шафранов В. Д., в сб. «Вопросы теории плазмы», вып. 2, Атомиздат, 1963, стр. 92. 15*. Дьяченко В. Ф., ИмшенникВ. С., в сб. «Вопросы теории плазмы», вып. 5, Атомиздат, 1967, стр. 394.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Anderson /. ?., MagnetohydrodynamicShock Waves, MIT, Cambridge, Mass., 1968.
Brown Sanborn C., Basic Data of PlasmaiPhysics, MIT and Wiley, New York, 1959.
Cambel AU Bulent, Plasma Physicsand Magnetofluidmechanics, McGraw-Hill, New York,
1963.
Cowling T. G., Magnetohydrodynamics, Interscience, 1959 (см. перевод: Т. Каулинг, Магнитная гидродинамика, ИЛ, 1959).
Green Я. S., Phys. Fluids, 2, 341 (1959).
Longmire С. Z/., Elementary Plasma Physics, Interscience, New York, 1963 (см. перевод: ІГ. Лонгмайр, Физика плазмы, Атомиздат, 1966).
Ratcliffe /.Л., The Magneto-ionic Theoryand Its Applications to the Ionosphere, Cambridge, N.Y., 1959 (см. перевод: Дж. Л. Ратклиф, Магнито-ионная теория и ее приложения к ионосфере, ИЛ, 1962).
Shkarofsky I. P., Johnston T. VT., Bachynski М. P., The Particle Kinetics of Plasmas, Addison-Wesley, Reading, 1966.
Tidman D., XraZZ iV. Л., Shock Waves in Collisionless Plasmas, Wiley, New Yorke 1971.
Волков T. Ф., в сб. «Вопросы теории плазмы», вып. 4, Атомиздат, 1964, стр. 3.
4
ВОЛНЫ В ПЛАЗМЕ. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Хотя плазма прежде всего является газом и к тому же почти идеальным, она обладает многими общими свойствами проводящей жидкости, обнаруживая когерентные движения, т. е. волны, в которых во многом проявляется природа плазменного состояния. Смысл гидродинамического приближения, подробно рассмотренный в гл. 3, кратко состоит в том, что если на все частицы, находящиеся в малом объеме, действуют одинаковые в первом приближении силы, то частицы будут совершать одинаковые движения, даже если они и не связаны с ближайшими соседями посредством столкновений. Если тепловые скорости некоторой группы частиц распределены в широком интервале, то, разумеется, эти частицы не будут двигаться вместе как жидкий элемент; результаты гидродинамического описания плазмы обычно применимы к таким явлениям, как волны в холодной плазме. Плазменные волны в тех условиях, когда тепловое движение оказывается важным, мы рассмотрим в гл. 8 с микроскопической точки зрения, невозможной при гидродинамическом подходе. Несмотря на это обстоятельство, гидродинамические модели позволяют провести удивительно подробный анализ плазменных волн.
Плазменное состояние, как мы покажем в настоящей главе, обладает огромным богатством волновых процессов, в связи с чем предлагалось множество способов классификации плазменных волн [1, 22 *]. В настоящей главе проведено лишь грубое разбиение плазменных волн, определяемое состоянием плазмы, в которой распространяется данный тип волн (например, волны в плазме в отсутствие внешних магнитных полей, волны в замагни-ченной плазме и т. д.), поскольку на собственные моды колебаний сильно влияет конфигурация плазмы и магнитных полей.
Мы рассмотрим только волны малой амплитуды. Смысл этого ограничения заключается в том, что гидродинамические уравнения в этом случае можно линеаризовать по волновым переменным. He следует, однако, забывать о важности нелинейных эффектов. Действительно, значительная часть теории бесстолкновительных ударных волн в плазме [2, 23*], основывается на нелинейных членах в гидродинамических уравнениях (§ 9 гл. 3).
§ 1. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ХОЛОДНОЙ
ПЛАЗМЫ В ОТСУТСТВИЕ! ВНЕШНИХ ПОЛЕЙ (E0 = B0 = 0)
Плазма напоминает в некотором смысле систему связанных осцилляторов. Она обладает спектром собственных колебаний, определяемых как силами связи между частицами, так и инерцией частиц. Однако поскольку плазма обладает электрическими свойствами, характерными для диспергирующей диэлектрической среды, силы связи между частицами носят электрический характер. Поэтому как механические, так и диэлектрические свойства плазмы могут быть описаны с помощью ее диэлектрической проницаемости. Плазменные волны всегда связаны с электрическими полями, изменяющимися во времени и в пространстве, причем условия распространения этих
