Monday, August 25, 2014

plasma 集体效应起主导作用:等离子体中相互作用的电磁力是长程的。需要有足够的电离度的电离气体才具有等离子体性质 “电性”比“中性”更重要 ( 电离度 >10-4 )

http://www.bb.ustc.edu.cn/jpkc/guojia/dxwlsy/kj/part1/5-5.html
粒子运动
直接粒子描述: 每个粒子运动由牛顿方程描述(对现实体系的粒子数几乎是不可能的,计算机 PIC 模拟方法以此为基础)
动力论描述:相空间粒子概率分布描述
流体描述:将等离子体视为电磁相互作用起主导作用的流体,(电)磁流体(EMHD,MHD)


德拜长度(Debye length)等离子体中任一电荷的电场所能作用的距离。这个量是荷兰物理学家P.德拜在研究电解现象时首先提出的。等离子体中含有大量正负电荷。由于电荷的同性相斥和异性相吸规律,任一个带电粒子总是被一些异性粒子包围,所以它的电场只能作用在一定的距离内,超过这个距离,基本上就被周围异性粒子的电场所屏蔽。这个距离即为德拜长度,又称德拜屏蔽距离。等离子体中的两个带电粒子,只在彼此距离小于德拜长度时,才有相互作用的电力。德拜长度也是描述等离子体中电荷分离的空间尺度,在比德拜长度短的距离内,电荷分离的现象才是明显的。因此,德拜长度又是衡量一团电离气体是否为电中性的标准。若一团电离气体的尺度大于德拜长度,这团电离气体在宏观上可看作是电中性的,这时才能称其为等离子体。

等离子体物理及应用领域
 
主讲人:
中国科学技术大学近代物理系 刘万东
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段落:

主要内容
n        等离子体物理及学科
     等离子体概念和基本性质
     等离子体物理学科发展史及研究领域
n        等离子体主要应用领域
     低温等离子体应用
          冷等离子体应用- 热等离子体应用-军事与高技术应用
     聚变等离子体
          磁约束聚变-惯性约束聚变
     空间与天体等离子体
n        等离子体物理及学科
       由大量的带电粒子组成的非束缚态的宏观体系
       非束缚性:异类带电粒子之间相互“自由,等离子体的基本粒子元是正负荷电的粒子(电子、离子),而不是其结合体。
       粒子与电磁场的不可分割性:等离子体中粒子的运动与电磁场(外场及粒子产生的自洽场)的运动紧密耦合,不可分割。
       集体效应起主导作用:等离子体中相互作用的电磁力是长程的。
n        等离子体是物质第四态
n        电离气体是一种常见的等离子体
需要有足够的电离度的电离气体才具有等离子体性质。
       “电性”比“中性”更重要   ( 电离度 >10-4 )
放电是使气体转变成等离子体的一种常见形式
       等离子体 » 电离气体
n        宇宙中90%物质处于等离子体态
人类的生存伴随着水,水存在的环境是地球文明得以进化、发展的的热力学环境,这种环境远离等离子体物态普遍存在的状态。因而,天然等离子体就只能存在于远离人群的地方,以闪电、极光的形式为人们所敬畏、所赞叹。
由地球表面向外,等离子体是几乎所有可见物质的存在形式,大气外侧的电离层、日地空间的太阳风、太阳日冕、太阳内部、星际空间、星云及星团,毫无例外的都是等离子体。
地球上,人造的等离子体也越来越多地出现在我们的周围。
       日常生活中:日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭氧发生器
       典型的工业应用:等离子体刻蚀、镀膜、表面改性、喷涂、烧结、冶炼、加热、有害物处理
       高技术应用:托卡马克、惯性约束聚变、氢弹、高功率微波器件、离子源、强流束、飞行器鞘套与尾迹

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