Физика полностью ионизованного газа - Спитцер Л.
Скачать (прямая ссылка):
10. Bohm D., Gross Е. P., Phys. Rev., 75, 1851 (1949); 1864 (1949). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной физики», № 11, ИЛ, стр. 7, 30.)
11. Buneman О., Phys. Rev., 115, 503 (1959).
12. Clemmow Р. С., Mullaly R. F., The Physics of the
Ionosphere, Physical Society, London, 1955, p. 340.
13. Cowling T. G., Magnetohydrodynamics, Interscience, New York, 1957. (Имеется перевод: Т. Каулинг, Магнитная гидродинамика, ИЛ, 1959.)
14. Dawson J., Phys. Fluids, 4, 869 (1961).
15 Ferraro V. С. A., Proc. Roy. Soc., А233, 310 (1955). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной физики» № 7, ИЛ, 1957, стр. 26.)
16. FieldG. В., Astrophys. Journ., 124, 555 (1956).
17. Fried В. D., Gould R. W., Phys. Fluids, 4, 139 (1961).
18. Gabor L., Brit. Journ. Appl. Phys., 2, 209 (1951).
19. Haeff А. V., Phys. Rev., 74, 1532 (1948).
20. Haeff А. V., Proc. Inst. Radio Eng., 37, 4 (1949).
21. Harris E. G., Journ. Nucl. Ener., Part C, Plasma Phys., 2r 138 (1961).
22 Herlofson N., Nature, 165, 1020 (1950).
23. Hemqvist K. G., Journ. Appl. Phys, 26, 1029 (1955).
24 Jackson E. A., Phys. Fluids, 3, 786 (1960).
25. Jackson J. D., Journ. Nucl. Ener., Part C, Plasma Phys., 1, 171 (1960).
26. Kahn F. D., Journ. Fluid Mech., 2, 601 (1957).
27. Ландау Л. Д., ЖЭТФ, 16, 574 (1946),
28. Looney D. H., Brown S. C., Phys. Rev., 93, 965 (1954). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной фи-зики». № 2, ИЛ, 1956, стр. 176.)
Волны в плазме
131
29. Lundquist S., Ark. Fys., 5, 297 (1952). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной физики», №2, ИЛ, 1954 стр. 7.)
30. Mitra S. К., The Upper Atmosphere, Royal Asiatic Society of Bengal, 1947, p. 143. (Имеется перевод: С. К. Митра, Верхняя атмосфера, ИЛ, 1955.)
31. Penning F. М., Physica, 6, 241 (1926).
32. Pierce J. R., Jouin. Appl. Phys., 19, 231 (1948).
33. Ratcliffe J. A., The Magneto-Ionic Theory and its Application to the Ionosphere, Cambridge, 1959. (Имеется перевод: Дж. А. Ратклифф, Магнитно-ионная теория и ее приложения к ионосфере, ИЛ, 1962.)
34. С а г д е е в Р. 3., Ш а ф р а н о в В. Д., ЖЭТФ, 39,181 (I960).
35. StixT., Phys. Rev., 106, 1146 (1957).
36. Stix Т., Phys. Fluids, 3, 19 (1960).
37. Stix Т., Theory of Plasma Waves, New York, 1962.
38. Tidman D. A., Phys. Rev., 117, 366 (1960).
39. Tonks L., Langmuir I., Phys. Rev., 33, 195 (1929).
40. van d e H u I s t H. Cm Problems of Cosmical Aerodynamics, Central Air Documents Office, Dayton, Ohio, 1951, Ch. VI. (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы космической аэродинамики», 1953, гл. 6.)
Глава 4
РАВНОВЕСИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ
Плазма считается находящейся в состоянии равновесия, если характеризующие ее макроскопические величины не изменяются во времени. В лабораторных и астрофизических исследованиях особый интерес представляет так называемая удерживаемая плазма, т. е. плазма, находящаяся в равновесии в конечной области пространства, окруженной магнитным полем. Предполагается, что при осуществлении управляемой термоядерной реакции будет использована удерживаемая плазма. Поэтому в последние годы ее изучению уделялось много внимания, причем было рассмотрено большое количество различных конфигураций магнитного поля.
Возможность осуществления состояния равновесия, его основные свойства и степень устойчивости можно исследовать с помощью макроскопических уравнений, приведенных в гл. 2. При этом нет необходимости привлекать более сильный, но значительно более сложный метод исследования, опирающийся на уравнение Больцмана и функцию распределения по скоростям. Мы рассмотрим здесь равновесие плазмы сравнительно простой геометрии и кратко обсудим проблемы устойчивости, обратив внимание на типы неустойчивостей, которые могут возникнуть в ионизованном газе. В § 1 обсуждаются основные закономерности устойчивого равновесия, а в последующих параграфах рассматривается применение этих общих результатов к различным конфигурациям плазмы.
Равновесие и устойчивость
133
§ /. Основные условия устойчивого равновесия
Для того чтобы система длительное время находилась в определенном состоянии, должны выполняться два условия: а) система должна быть в равновесии, б) это равновесие должно быть устойчивым. Полностью ионизованный газ находится в равновесии, если удовлетворяются уравнения (2.11) — (2.19), в которых производные по времени равны нулю. Это состояние равновесия устойчиво, если бесконечно малое возмущение любого вида приводит к затухающим колебаниям около положения равновесия, и неустойчиво, если возмущения одного или нескольких видов экспоненциально нарастают. Рассмотрим более подробно каждое из этих условий.
Исследовать состояниё равновесия просто. Если пренебречь членами порядка те1ти то останутся лишь уравнения (2.20) и (2.21). Удерживаемая плазма может находиться в равновесии только при отсутствии сопротивления г). В качестве альтернативы можно рассматривать такое состояние равновесия, в котором происходит медленная диффузия плазмы наружу вследствие отличного от нуля сопротивления, причем плотность поддерживается постоянной за счет некоторого источника частиц. Пренебрежем членом rjj в уравнении (2.21). Тогда оно свяжет величины Ehv. Заметим, что р, j и В нельзя получить из этого уравнения.
