Читать онлайн «Введение в плазмодинамику»

УДК 523. 9 ББК 31. 49 М80 Морозов А. И. Введение в плазмодинамику. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. — 576 с. — ISBN 5-9221-0681-3. Описана иерархия «газовых» моделей классической неплотной плазмы. В рамках этих моделей рассматриваются основные плазменные системы и их практическая реализация: равновесные конфигурации, линейные и ударные волны, стационарные течения, элементы плазмохимии и принципы плазменных лазеров. Дано описание ряда космических объектов: планетарных вихрей, магнитосферы Земли, Солнца. В конце книги описаны прикладные плазмодинамические системы. Книга адресована студентам старших курсов, аспирантам, инженерам и научным сотруд- сотрудникам, работающим в данной области. © ФИЗМАТЛИТ, 2006 ISBN 5-9221 -0681-3 © А. И. Морозов, 2006 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 9 Введение 13 8. 1. Что такое плазма? 13 8. 2. Область разреженных нерелятивистских плазм в координатах п, Т 19 8. 3. Об истории плазменных исследований 22 В. 3. 1. Исследования до 20-х годов XX века B2). В. 3. 2. Исследования и раз- разработки 30-х и 40-х годов B5). В. 3. 3. Исследования 50-60-х годов. Проблема УТС B7). В. 3. 4. Исследования 50-х, 60-х годов. Проблема электрореактивных двигателей C2). 8. 4. Особенности плазменных исследований 34 Глава 1. Поля, частицы, блоки (нуль-мерные модели) 38 1. 1. Электромагнитные поля 38 1. 1. 1. Уравнения Максвелла C8). 1. 1. 2. Законы сохранения D1). 1. 1. 3. Мор- Морфология магнитных полей D4). 1. 1. 4. Метрические характеристики магнитных полей E1). 1. 1. 5. Возмущение морфологии поля E2). 1. 2. Движение частиц в электромагнитных полях 54 1. 2. 1. Законы сохранения E4). 1. 2. 2. Движение частицы в однородных постоян- постоянных электрическом и магнитном полях E5). 1. 2. 3. Динамика частиц в постоянном магнитном и переменном электрическом полях E7). 1. 2. 4. Движение частицы в неоднородном высокочастотном поле E8). 1. 2. 5. Дрейфовое приближение F0). 1. 2. 6. Ионно-оптическое приближение F2). 1. 3. Блочные ("нуль-мерные") модели плазменных систем 62 1. 3. 1. Однокомпонентная модель магнитоэлектрического рельсотрона F3). 1. 3. 2. Падение "тяжелого бруска" плазмы в магнитном поле F4). 1. 4. Элементы классической корпускулярной оптики (ККО) 65 1. 4. 1. Ионные источники F6). 1. 4. 2. Примеры систем вакуумной корпускулярной оптики F8). 1. 5. Диэлектрическая проницаемость и волны в однородной холодной плазме 74 1. 5. 1. Диэлектрическая проницаемость G5). 1. 5. 2. Уравнения для волн в однород- однородной плазме G5). 1. 5. 3. Волны в холодной плазме без магнитного поля G7). 1. 6. Блочные модели импульсных плазменных систем (импульсные плазменные пушки и Z-пинчи) 78 1. 6. 1. Двухкомпонентная модель магнито-электрического рельсотрона (А. И. Моро- Морозов) G8). 1. 6. 2. Электродинамическая модель рельсотрона (Л. А Арцимович) (80). 1. 6. 3. Z-пинчи (81). 1. 7. Простейшие модели статических магнитных ловушек 85 1. 7. 1. Пробочная ловушка Будкера-Поста (86). 1. 7. 2. Тороидальные ловуш- ловушки (89). Оглавление Глава 2. Одножидкостные модели плазмы 94 2. 1. Особенности гидродинамических моделей 94 2. 1. 1. Уравнения Эйлера (94). 2. 1. 2.