1. Квазинейтральность плазмы. Характерные пространственные и временные масштабы установления квазинейтральности. Дебаевское экранирование. Средняя энергия кулоновского взаимодействия заряженных частиц плазмы. Критерий идеальности плазмы.
2. Индивидуальное движение заряженных частиц при наличии магнитного поля. Движение в постоянном однородном магнитном поле; магнитный момент частицы и энергия его взаимодействия с магнитным полем. Дрейф в скрещенных постоянных однородных электрическом и магнитном полях. Движение в неоднородном магнитном поле; сохранение магнитного момента; градиентный и центробежный дрейф.
3. Термодинамически равновесная среда. Метод статсумм. Структура энергетических уровней атома и молекулы. Статсуммы по внутренним состояниям для атома и молекулы. Условие минимума свободной энергии. Уравнение равновесной диссоциации; уравнение Саха. Расчет состава частично ионизованной плазмы. Характерная температура перехода к сильноионизованному состоянию. Критерии равновесности состава плазмы.
II. Кинетическая теория
1. Кинетическое описание среды, примеры задач, где оно необходимо. Уравнение Больцмана. Связь с газодинамикой. Уравнение Больцмана в отсутствие столкновений, его физический смысл. Интегралы столкновений, их общие свойства. Максвелловская функция как результат столкновений частиц. Качественная запись интеграла столкновений через характерную частоту столкновений.
2. Уравнение Власова. Дисперсионные соотношения для волн в плазме с учетом функций распределения частиц по скоростям (на примере продольных электростатических волн). Затухание Ландау, пучково-плазменная неустойчивость. Физическая картина этих явлений; нелинейная стадия затухания Ландау и пучково-плазменной неустойчивости. Примеры других кинетических неустойчивостей.
3. Теория столкновений. Дифференциальное сечение упругого столкновения. Передача импульса в столкновении. Полное и транспортное сечение. Интеграл упругих столкновений в уравнении Больцмана. Столкновения заряженных частиц. Дифференциальное сечение столкновения. Транспортное сечение. Кулоновский логарифм.
4. Использование кинетической теории при рассмотрении явлений переноса. Приближение Чепмена-Энскога для функции распределения. Уравнение векторного момента. Приближение Грэда. Электрический ток и поток энергии электронного газа, определенный в приближении Чепмена-Энскога для слабоионизованного газа. Влияние магнитного поля, эффект Холла. Сильноионизованная плазма; Спитцеровская электропроводность и теплопроводность.
III. Магнитная гидродинамика
1. Приближение магнитной газодинамики. Модель многожидкостной и одножидкостной многокомпонентной среды.
2. Двухтемпературное приближение, его варианты. Энергообмен в упругих и неупругих столкновениях электронов с тяжелыми частицами. Модель неравновесной ионизации.
3. Процессы испускания и поглощения излучения. Свободно-свободные, свободно-связанные, связанно-связанные переходы. Спектральная плотность энергии и потока энергии излучения. Коэффициент поглощения и оптическая толщина среды. Закон Кирхгофа. Уравнение переноса энергии излучения. Приближения лучистой теплопроводности, Шварцшильда и др.
4. Низкочастотное приближение уравнений Максвелла. Диффузия и вмороженность магнитного поля. Тензор давления магнитного поля.
5. МГД-неустойчивости плазмы. Неустойчивости магнитоактивной плазмы (винтовая, желобковая, перетяжка). Неустойчивости частично ионизованной плазмы (перегревная, Велихова).
IV. Методы экспериментального исследования плазмы
1. Электрические и магнитные зонды. Пояс Роговского.
2. Спектральные методы. Сплошной и линейчатый спектр. Уширение спектральных линий. Рассеяние лазерного излучения.
3. Корпускулярные методы. Пассивная и активная диагностика.
V. Приложения физики плазмы
1. Космическая плазма. Плазма звезд и межзвездная среда.
2. Газовый разряд. Источники плазмы. Газоразрядные лазеры.
3. МГД-генераторы. Установки открытого и замкнутого цикла; фарадеевского и холловского типа. Равновесная и неравновесная плазма МГД-генераторов.
4. Термоядерная плазма. Методы нагрева и удержания плазмы.
1. Митчнер М., Кругер Ч. Частично ионизованные газы. М.: Мир, 1976.
2. Зельдович Я.Б, Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных газовых явлений. М.: Наука, 1966.
3. Елецкий А.В., Палкина Л.А., Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоионизованной плазме. М.: Атомиздат, 1975.
4. Чен, Ф. Основы физики плазмы. М.: Мир, 1988.
5. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979.
6. Брагинский С.И. Явления переноса в плазме. – в кн. «Вопросы теории плазмы», вып. 1. М.: Атомиздат, 1963.
7. Франк-Каменецкий Д.А. Плазма – четвертое состояние вещества. М.: Атомиздат, 1975.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
