等离子体物理学

1、1什么是等离子体
等离子体是物质的第四态
第一章 等离子体一般性质
目录
等离子体中带电粒子的运动
集体现象
自然界与实验室中的等离子体
等离子体物理学研究方法
1、2等离子体基本参量
等离子体的独立参量
朗道长度
粒子平均间距
经典条件与稀薄条件
德拜长度
等离子体频率
响应时间
数据图表
1、3等离子体中粒子的碰撞
弹性碰撞与非弹性碰撞
动量和动能传递
偏转角
碰撞截面
等离子体中的库仑碰撞
弛豫时间
1、4等离子体中的元过程
激发
电离
复合
序
电荷交换
电子附着
等离子体辐射
1、5受控热核聚变
聚变反应
聚变功率密度
临界温度
劳逊判据
参考文献
2、1带电粒子在均匀恒定磁场及附加非磁性力场中的运动
第二章 单粒子轨道理论
带电粒子在均匀恒定磁场中的运动
等离子体的抗磁性
附加均匀恒定非磁性力场的影响
2、2带电粒子在非均匀磁场中的漂移
关于磁场非均匀性的描述
梯度漂移
曲率漂移
散度项的影响
漂移近似的数学处理
2、3绝热不变量
μ是绝热不变量
磁镜效应
纵向不变量J、费米加速
磁通不变量φ
拉格朗日表述和哈密顿表述
2、4变化的电场对带电粒子运动的影响
恒定非均匀电场
随时间变化的电场、极化漂移
等离子体介电常数
2、5带电粒子在环形磁场中的运动
仿星器
托卡马克
“香蕉”的漂移
参考文献
第三章 磁流体力学
3、1流体力学
研究流体运动的两个基本方法
速度场
应力张量
基本方程
3、2磁流体力学方程
运动导电流体内的准静态电磁场方程
磁力、磁应力
考虑电磁力的流体动力学方程
磁流体力学方程
3、3完全电离等离子体的二流体方程、广义欧姆定律
3、4感应方程：磁扩散和冻结
3、5箍缩效应
平衡箍缩
动力箍缩
3、6磁流体力学波
3、7磁流体力学激波
磁流体力学激波方程
平行于磁场方向传播的稳态平面激波
垂直于磁场方向传播的激波
参考文献
4、1平衡方程
第四章 等离子体的平衡
4、2维里定理
4、3各项异性压强等离子体的平衡
4、4平衡位形的性质
4、5平衡方程的另一种形式轴对称系统的平衡方程
4、6托卡马克中等离子体的平衡
压力平衡方程
磁面、极向磁场、柱位移的一般关系式
磁面上的极向场分布
平衡位形的磁场
参考文献
5、1引言
等离子体不稳定性及分类
第五章 磁流体力学不稳定性
等离子体不稳定性的分析方法
“腊肠”不稳定性
5、2电流不稳定性
扭曲不稳定性
5、3瑞利—泰勒不稳定性
重力场中等离子体—磁场边界的不稳定性
磁力线弯曲引起的不稳定性
5、4交换不稳定性
5、5扰动方程
扰动方程
边界条件
简正模方法
5、6能量原理
5、7等离子体—磁场边界的稳定性简正模分析
5、8磁力线固结的稳定效应
5、9气球模不稳定性
5、10纵场中直线箍缩面电流等离子体柱的稳定性螺旋不稳定性
5、11体电流分布直线箍缩等离子体柱的稳定性
萨德姆条件
m=0，m=1模
5、12环形系统的稳定性
5、13电阻不稳定性
电阻性交换（重力）不稳定性
电流对流不稳定性
撕裂不稳定性
参考文献
第六章 等离子体中的波（流体动力学理论）
6、1色散关系（一般形式）
介电张量
色散关系
各项同性等离子体的色散关系
6、2均匀各向同性等离子体中的振荡与波
电磁波
静电波
电子静电波
离子静电波离子声波
6、3磁场中“冷”等离子体的介电张量色散关系
介电张量
色散关系
6、4截止与共振色散曲线
共振
截止
色散曲线
6、5“冷”等离子体中平行于磁场方向传播的波
法拉第旋转
回旋波的截止与共振
6、6“冷”等离子体中垂直于磁场方向传播的波
参考文献
第七章 动力论方程
7、1玻耳兹曼方程
分布函数与统计平均值
动力论方程
玻耳兹曼碰撞项
玻耳兹曼方程的推论
7、2矩方程
矩方程
连续性方程
动量方程
能量方程
7、3伏拉索夫方程
伏拉索夫方程
自洽场
方程的线性化
伏拉索夫方程的性质
7、4朗道方程
朗道碰撞项
朗道方程的讨论
7、5福克尔—普朗克方程
福克尔—普朗克碰撞项
动力摩擦系数与动力弥散系数
罗生布鲁斯势
7、6弛豫时间
预备的计算
慢化时间
偏转时间
能量交换时间
7、7BBGKY理论
Г空间及概率分布函数
刘维方程
约化分布函数
BBGKY方程链
相关函数
零级动力论方程
一 级动力论方程
克里芒托维奇方程
7、8克里芒托维奇表述
统计方程
零级方程——自洽场近似
双粒子相关函数、玻哥留波夫假设
列纳德—巴列斯库方程
参考文献
8、1引言
第八章 等离子体中的波（动力学理论）
8、2等离子体纵振荡初始扰动的演化
线性化符拉索夫方程的解
初始扰动的演化〓h（t），f〓（u，t）的渐近解
8、3纵振荡的频率和阻尼
等离子体色散函数
纵振荡频率和阻尼
8、4朗道阻尼的物理意义
8、5离子声波
8、6均匀热等离子体中的电磁波
介电张量色散关系
均匀各向同性热等离子体中的电磁波
8、7磁场中热等离子体的介电张量
未扰动轨道积分方法
平衡分布为麦克斯韦分布的等离子体的介电张量
8、8热等离子体中平行于磁场方向传播的波回旋阻尼
8、9垂直于磁场方向传播的波
寻常波
非寻常波
准静态模式
参考文献
9、1微观不稳定性概述
第九章 微观不稳定性
微观不稳定性的产生及意义
微观不稳定性的分析方法
静电不稳定性充要条件、尼奎斯特图
潘罗斯判据
增长率γ
绝对不稳定性与可移不稳定性
9、2粒子束不稳定性
二 束不稳定性
束—等离子体不稳定性
电子相对于离子运动时引起的不稳定性
热运动速度的影响
离子声波不稳定性
负能量波
9、3各项异性分布不稳定性
色散方程
沿磁场方向传播的不稳定模式
准静电回旋波不稳定性（赫利斯不稳定性）
损失锥不稳定性
9、4非均匀等离子体静电波色散方程
平衡态分布函数
微扰分布函数
沿未微扰轨道积分
介电响应函数
色散方程
槽纹不稳定性的微观处理
9、5漂移不稳定性
抗磁漂移
漂移波
漂移不稳定性
漂移不稳定性的稳定化
漂移回旋不稳定性
参考文献
10、1输运过程的唯象理论
第十章 输运理论
输运过程
唯象线性律
昂萨格对易关系
熵产生率
非平衡热力学研究问题的步骤
例子：热传导
10、2无磁场时弱电离等离子体的输运系数
恰普曼—恩斯柯克展开
克洛克模型
“流”向量
扩散系数
迁移率
爱因斯坦关系
电导率
双极扩散
热传导
粘滞性
10、3均匀稳恒磁场中弱电离等离子体的输运系数
迁移率
输运系数的张量性质
电导率
扩散系数
有磁场时的双极扩散、短路效应
10、4完全电离等离子体输运过程的磁流体力学处理
电阻率
电子“逃逸”效应
横越磁场的扩散
粒子约束时间与横向扩散系数之间的关系
10、5完全电离等离子体输运过程的分子运动理论
弱场条件与强场条件
摩擦力、电导率、热摩擦力
无磁场时的扩散、热导、粘滞性
相对速度引起的电子热流
强磁场中的扩散与热导
漂移热流项
电子与离子间热量传递
10、6新经典输运理论及反常扩散
“流体”区的扩散和热传导
“香蕉”区捕获粒子的扩散和热传导
漂移动力论方程“平台”区扩散
玻姆扩散
赝经典扩散
参考文献
附录1矢量和张量运算公式
附录2贝塞耳函数
附录3勒让德多项式
附录4一些积分关系式
附录5量纲和单位
附录6物理常数（CGS）
附录7各种能量单位的转换关系表
附录8麦克斯韦方程
附录9等离子体基本参量及参量之间的一些关系式
附录10聚变反应
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