КнигоПровод.Ru | 03.11.2024 |
|
|
Вопросы теории плазмы. Выпуск 1 |
Леонтович М. А., ред. |
год издания — 1963, кол-во страниц — 288, тираж — 6500, язык — русский, тип обложки — твёрд. картон, масса книги — 420 гр., издательство — Госатомиздат |
серия — Вопросы теории плазмы |
цена: 2000.00 руб | | | | |
|
Сохранность книги — хорошая
Формат 60x90 1/16 |
ключевые слова — плазм, дрейфов, столкновен, кулоновск, перенос, удержан, термояд |
Настоящей книгой начинается издание ряда сборников, посвящённых различным вопросам теории плазмы. Разумеется, читатель предпочёл бы иметь одну книгу, содержащую полное изложение названной теории с единой точки зрения. Учитывая это, авторы года два тому назад предприняли попытку написать связную монографию по теории плазмы. Однако в процессе работы выяснилось, что такая задача пока не выполнима, поскольку цельной и законченной теории поведения реальной плазмы по существу ещё нет.
Между тем, совсем недавно, всего каких-нибудь десять лет назад, всем казалось совершенно очевидным, что с точки зрения динамического поведения плазма мало отличается от обычного газа, и поэтому, например, теория явлений переноса в плазме (т. е. электропроводности, теплопроводности, диффузии и т. д.) может быть развита в полной аналогии с соответствующей теорией Чепмена-Энскога для газов. Такая теория действительно была создана усилиями многих авторов, и её в настоящее время принято называть «классической», хотя 10—20-летний срок исследований вряд ли соответствует такому названию.
К сожалению, как показали последующие, прежде всего экспериментальные, исследования, поведение реальной плазмы далеко не всегда соответствует «классической» теории. Связано это с тем, что из-за обилия различных видов неустойчивости в плазме нередко развивается широкий спектр шумов и колебаний, которые в свою очередь оказывают существенное влияние на усреднённые параметры плазмы. Ввиду этого полная теория плазмы обязательно должна включать в себя теорию нелинейного, зачастую турбулентного движения плазмы, которая в настоящее время только лишь начинает развиваться.
Тем не менее уже сейчас можно представить себе контуры будущей полной теории плазмы, значительную часть которой можно считать в основном завершённой.
Если ограничиться только одной газовой (разреженной) полностью ионизованной плазмой и сосредоточить внимание на её динамике, отвлекаясь от таких вопросов, как элементарные процессы, излучение (световое) и т. д., то теория при применении (в явном или неявном виде) в сущности искусственного приёма, касающегося учёта взаимодействий частиц, может быть целиком построена на классической основе — на уравнениях Максвелла для полей и уравнениях Ньютона для заряженных частиц [это утверждение не вполне точно. И в высокотемпературной плазме для последовательного получения даже чисто термодинамических величин необходимо квантовое рассмотрение (классический интеграл состояний расходится)]. Разумеется, мы должны при этом использовать статистическое описание.
Интегрируя уравнение Лиувилля по всем частицам, кроме одной, по всем частицам, кроме двух, и т. д., мы получим цепочку уравнений Боголюбова, которая решается разложением по степеням малого параметра, равного обратному числу частиц в дебаевской сфере. Эта процедура, естественно, приводит к кинетическому уравнению с самосогласованными полями и столкновительным членом в форме Ландау.
Здесь мы впервые сталкиваемся с проблемой коллективных процессов в плазме. Дело в том, что даже в слабо неравновесной плазме столкновительный член в форме Ландау обладает лишь логарифмической точностью. Как показал впервые Б. И. Давыдов, тепловые ленгмюровские колебания равновесной плазмы вносят в столкновительный член вклад, меньший лишь в кулоновский логарифм раз, чем парные соударения. Это значит, что в умеренно неравновесной плазме необходимо учитывать «тепловые» флуктуации электрического поля, которые могут давать заметный вклад в процессы переноса.
Что же касается сильно неравновесной плазмы, то в этом случае ситуация может оказаться гораздо сложнее, а именно: амплитуда шумов в такой плазме может достигать настолько больших значений, что начинает проявляться взаимодействие между различными гармониками, т. е. происходит переход к турбулентной плазме. В сильно неравновесной плазме парные взаимодействия отступают на второй план, так что изменение усреднённых величин во времени целиком определяется коллективным эффектом развитых шумов. Ясно, что в этом случае не может быть и речи о перенесении на плазму тех представлений, которые были развиты для обычных газов.
Другими словами, в отличие от обычного газа, обладающего только одним внутренним характерным временем (временем между последовательными соударениями), плазме присущ гораздо больший набор характерных времён. В термодинамически равновесной плазме эти времена выступают в виде периодов различного рода колебаний, а в сильно неравновесной плазме они могут проявляться как характерные времена развития колебаний вследствие неустойчивости и обмена энергией между колебаниями.
Если не рассматривать такой микротурбулентности плазмы и принять за основу кинетическое уравнение с обычным столкновительным членом, то дальше теория развивается в двух направлениях. В случае медленных движений плазмы для решения кинетического уравнения пользуются методом Чепмена-Энскога. Этот метод, естественно, приводит к двухжидкостной гидродинамике, сводящейся во многих практически интересных случаях к одножидкостной, т. е. к магнитной гидродинамике. В другом предельном случае, когда характерное время задачи значительно меньше времени между соударениями, столкновительным членом можно пренебречь, и мы приходим к бесстолкновительной плазме, описываемой уравнением Власова. В случае сильного магнитного поля можно, кроме того, использовать разложение по малому отношению среднего ларморова радиуса к характерной длине. Соответствующее уравнение принято называть дрейфовым кинетическим уравнением. В настоящее время как уравнения магнитной (а также двухжидкостной) гидродинамики, так и уравнение Власова широко используются для решения большого числа различных задач, в частности, для исследования линейных и некоторых нелинейных колебаний, устойчивости плазмы, а также некоторых турбулентных движений плазмы.
В предлагаемых вниманию читателей сборниках мы надеемся осветить некоторые из упомянутых выше вопросов теории плазмы. Мы ни в коей мере не претендуем на широкий охват всех явлений в плазме, делая (в соответствии с кругом интересов большинства авторов) определённый уклон в сторону приложения развиваемых представлений к проблеме управляемых термоядерных реакций. Это проявляется, например, в том, что при исследовании структуры силовых линий магнитного поля и движения частиц в электромагнитных полях большое внимание уделяется вопросу удержания частиц внешними полями. Точно так же при изложении основных результатов «классической» теории явлений переноса в плазме много места отводится изучению поведения плазмы в магнитном поле. По той же причине в первом и последующих выпусках предполагается сравнительно подробно осветить вопросы равновесия и гидромагнитной устойчивости плазмы, малых колебаний и кинетической неустойчивости плазмы в магнитном поле, излучения высокотемпературной плазмы, вопросы нелинейных колебаний и турбулентности плазмы. Что же касается проблем, связанных с классическим газовым разрядом, то в подготовляемых сборниках они практически не рассматриваются. В 1963 году намечено выпустить в свет три сборника. Первый из них посвящён некоторым общим вопросам описания плазмы; второй — вопросам, связанным с проблемой удержания высокотемпературной плазмы электромагнитным полем; третий — теории колебаний плазмы. В последующих сборниках предполагается осветить вопросы излучения и флуктуаций в плазме, а также некоторые вопросы турбулентности плазмы и магнитной гидродинамики.
ПРЕДИСЛОВИЕ М. Леонтович
|
ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие | 3 | | Дрейфовая теория движения заряженной частицы в электромагнитных | полях. Д. В. Сивухин | 7 | | § 1. Движение заряженной частицы в постоянном однородном магнитном | поле | — | § 2. Движение ведущего центра | 11 | § 3. Происхождение дрейфов | 26 | § 4. О сглаживании и усреднении величин, содержащих быстро | колеблющиеся слагаемые | 34 | § 5. Полная система уравнений движения в дрейфовом приближении | 38 | § 6. Более точная система уравнений движения в дрейфовом приближении | 42 | § 7. Вывод некоторых вспомогательных формул | 46 | § 8. Вывод последовательной системы уравнений движения в дрейфовом | приближении | 60 | § 9. Другой подход к уравнению движения ведущего центра | 65 | § 10. Примеры | 67 | § 11. Дрейфовые интегралы движения в постоянных электрическом | и магнитном полях | 86 | § 12, Теорема Лиувилля в дрейфовом приближении | 90 | § 13. Об обобщении дрейфовой теории на случай сильных поперечных | электрических полей | 94 | Литература | 97 | | Столкновения частиц в полностью ионизованной плазме. Б. А. Трубников | 98 | | I Пробные частицы в плазме | — | § 1. Сила «трения» при рассеянии в поле Кулона | — | § 2. «Кулоновский логарифм» и роль далёких пролётов | 100 | § 3. Средняя сила, действующая на частицу в плазме | 103 | § 4. Пробные частицы в плазме | 106 | § 5. Скорость изменения моментов | 108 | § 6. Особенности кулоновского взаимодействия. Введение | потенциальных функций ψ и φ | 112 | § 7. Использование сечений рассеяния | 115 | II. Кинетическое уравнение для частиц с кулоновским взаимодействием | 124 | § 8. Движение частиц в фазовом пространстве | — | § 9. Выражение для потока | 126 | § 10. Сила динамического трения и тензор диффузии | 129 | § 11. Кинетическое уравнение при кулоновском взаимодействии | 133 | § 12. Кинетическое уравнение с учётом поляризации среды | 136 | III. Кинетические явления в высокотемпературной плазме | 150 | § 13. Пробная частица в среде покоящихся бесконечно тяжёлых | полевых частиц | — | § 14. Решение кинетического уравнения для предыдущего случая. | «Простейшее время релаксации» | 154 | § 15. Сферически-симметричное распределение полевых частиц | 156 | § 16. Явление «убегающих электронов» | 161 | § 17. Максвелловское распределение полевых частиц. Времена | релаксации | 164 | § 18. Плоский поток в равновесной плазме | 168 | § 19. Передача энергии | 172 | § 20. Установление равновесия в двухкомпонентной плазме | 177 | Литература | 182 | | Явления переноса в плазме. С. И. Брагинский | 183 | | § 1. Уравнения переноса | § 2. Уравнения переноса простой плазмы (сводка результатов) | 191 | § 3. Кинетика простой плазмы (качественное рассмотрение) | 195 | § 4. Кинетика простой плазмы (количественное рассмотрение) | 209 | § 5. Некоторые парадоксы | 226 | § 6. Гидродинамическое описание плазмы | 232 | § 7. Многокомпонентная плазма | 244 | § 8. Примеры | 257 | Приложение | 269 | Литература | 271 | | Термодинамика плазмы. А. А. Веденов | 273 | | § 1. Классическая система с кулоновским взаимодействием | — | § 2. Квантовая система с кулоновским взаимодействием | 280 | § 3. Степень ионизации плазмы | 284 |
|
Книги на ту же тему- Вопросы теории плазмы. Выпуск 2, Леонтович М. А., ред., 1963
- Теория многих частиц, Власов А. А., 1950
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 13, Кадомцев Б. Б., ред., 1984
- Математическая теория неоднородных газов, Чепмен С., Каулинг Т., 1960
- Основные принципы физики плазмы, Ишимару С., 1975
- Введение в физику плазмы, Смирнов Б. М., 1975
- Введение в физику плазмы, Чен Ф., 1987
- Лекции по физике плазмы, Франк-Каменецкий Д. А., 1964
- Коллективные явления в плазме. — 2-е изд., испр. и доп., Кадомцев Б. Б., 1988
- Управляемый термоядерный синтез, Киллин Д., ред., 1980
- Физика лазерного термоядерного синтеза, Басов Н. Г., Лебо И. Г., Розанов В. Б., 1988
- Физика высокотемпературной плазмы, Саймон А., Томпсон У., 1972
- Современные методы исследования плазмы, Русанов В. Д., 1962
- Плазма — четвёртое состояние вещества. — 2-е изд., испр., Франк-Каменецкий Д. А., 1963
|
|
|
© 1913—2013 КнигоПровод.Ru | http://knigoprovod.ru |
|