等離子體物理原理簡介

1、等離子體物理原理簡介A brief introduction to the theory of Plasma 應(yīng)物81 張劍 等離子體（等離子態(tài)，電漿，英文：等離子體（等離子態(tài)，電漿，英文：Plasma）是一種電離的氣體，）是一種電離的氣體，由于存在電離出來的自由電子和帶電離子，等離子體具有很高的電導(dǎo)由于存在電離出來的自由電子和帶電離子，等離子體具有很高的電導(dǎo)率，與電磁場存在極強(qiáng)的耦合作用。等離子態(tài)在宇宙中廣泛存在，常率，與電磁場存在極強(qiáng)的耦合作用。等離子態(tài)在宇宙中廣泛存在，常被看作物質(zhì)的第四態(tài)（有人也稱之為被看作物質(zhì)的第四態(tài)（有人也稱之為“超氣態(tài)超氣態(tài)”）。）。 等離子體物理學(xué)的理論研究等離

2、子體物理學(xué)的理論研究 包括粒子軌道理論，磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力論包括粒子軌道理論，磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力論3個(gè)方面，前兩是個(gè)方面，前兩是 似方法，后者是嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)方法。似方法，后者是嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)方法。 等離子體應(yīng)用等離子體應(yīng)用 噴涂，焊接，冶煉噴涂，焊接，冶煉 等離子體隱身等離子體隱身 等離子體核聚變等離子體核聚變 軌道理論中的漂移：軌道理論中的漂移：梯度漂移梯度漂移一級近似下，基本原理有可以得到梯度漂移速度為 ( )B PB RBRB 01011( )vvvBnB R 00/d pq vBd td vvd tq Bm2132DmvvBBqB 曲率漂移曲率漂移引入等效的離心力及等效電場利用熟

3、知的漂移公式得到曲率漂移速度為總的漂移速度為2EBvB2/222DmvvRBqB R22/222DvmvvR BqB R 2/mvEnq絕熱不變量絕熱不變量經(jīng)典力學(xué)中作用量積分為不變量在磁場中有帶入正則動(dòng)量即即磁矩為不變量磁鏡原理可以用來約束熱等離子體以產(chǎn)生熱核能。JPdl iiJpdx 22BPpeAJmreB ru 等離子體振蕩等離子體振蕩等離子體中的電子在自身慣性作用和正負(fù)電荷分離所產(chǎn)生的靜電恢復(fù)力的作用下發(fā)生的簡諧振蕩。等離子體隱身技術(shù)的原理是利用電磁波與等離子體互相作用的特性來實(shí)現(xiàn)的，其中等離子體頻率起著重要的作用。等離子體頻率指等離子體電子的集體振蕩頻率，頻率的大小代表等離子體對電

4、中性破壞反應(yīng)的快慢，它是等離子體的重要特征。若等離子體頻率大于入射電磁波頻率，則電磁波不會(huì)進(jìn)入等離子體此時(shí)，等離子體反射電磁波，外來電磁波僅進(jìn)入均勻等離子體約2mm，其能量的86就被反射掉了。等離子體是一種特殊的濾波器，當(dāng)雷達(dá)頻率低于等離子體頻率時(shí)，雷達(dá)波被全反射，等離子體能以電磁波反射體的形式對雷達(dá)進(jìn)行電子干擾，即通過雷達(dá)波往返傳播途徑彎曲，雷達(dá)顯示屏上出現(xiàn)的是攻擊武器的虛像，而不是武器的真實(shí)位置。當(dāng)雷達(dá)頻率高于等離子體頻率時(shí)，雷達(dá)波能進(jìn)入等離子體被吸收，從而使雷達(dá)接受到的攻擊武器的信號(hào)大為減弱。 洛侖茲模型洛侖茲模型經(jīng)典情形下，諧振束縛電荷運(yùn)動(dòng)方程為特解為 已令極化強(qiáng)度為則相對介電常數(shù)為考慮到電荷多種分布則推廣為此式與量子理論給出的形式一致200i tdxmxmxeEedt/ m0/1rPE 2220NZeEPNZexmi2220011rNZemi 22201jrjjfNemi 02201i teE exmi求和規(guī)則當(dāng)滿足顯然可得等離子體頻率為等離子體頻率為等離子體方程為（色散方程）等離子體方程為（色散方程）jjfZj222222011jjprjjfNem 20/pNZem2222221prp