Коллективные эффекты в плазме

Коллективные эффекты в плазме I 246, II 46, 80 Кольцевые диаграммы равновесной плазмы I 249 Конфигурационная свободная энергия I 210 --— газа со слабым взаимодействием I 229 [c.392]

Наиболее яркий пример такой физической системы — это система с кулоновским взаимодействием частиц друг с другом (полностью ионизованная плазма), для которого радиус взаимодействия вообше равен бесконечности, так что мы даже не можем использовать отношение v/Rq в качестве что-либо значащего малого параметра. Однако формальная бессмысленность этого отношения не изменяет существующей в такой системе характерной для случая дальнодействия физической ситуации. Из самых общих соображений (см. том 1, 1) ясно, что в термодинамической системе взаимодействие частиц должно иметь конечный эффективный радиус взаимодействия Rq, причем масштаб его должен быть микроскопическим по отношению к линейным размерам системы L IV (иначе при делении системы на макроскопические части для нее не выполнялся бы принцип термодинамической аддитивности). В системе с кулоновским взаимодействием такая экранировка исходного динамического взаимодействия обусловлена, во-первых, тем, что в природе существуют два рода электричества и рассматриваемая нами в целом нейтральная система состоит из сбалансированного числа положительных и отрицательных ионов во-вторых, тем, что эти заряженные частицы или диполи не закреплены в пространстве, а смещаются, поворачиваются, участвуют в тепловом движении и т. д., что и приводит к появлению поляризационных э<Й>ектов в таких системах и, в частности, эффекта экранирования электростатического поля отдельного заряда. Характерно, что в возникновении этой экранировки участвует сразу много, порядка RI/v > 1. частиц, и это один из специфических коллективных эффектов в системах с дальнодействием (см. также том 3, гл. 5. 5). [c.312]

Остановимся на физической интерпретации полученных результатов. Плазменные колебания — это колебания плотности электронного газа — характерный для плазмы коллективный эффект, в образовании которого в качестве упругой силы фигурирует электростатическое поле Е. Ленгмюровский результат Г2 = Wq можно получить и без уравнения Власова. Действительно, выделяя в уравнении непрерывности (первое уравнение гидродинамики) [c.308]

Интересно отметить, что некоторые коллективные эффекты будут учтены, если в (3.2.5) мы опустим только функцию 3, описывающую неприводимые трехчастичные корреляции. Это приближение парных корреляций успешно применяется для систем с дальнодействующим потенциалом взаимодействия (например, для плазмы), поскольку члены, содержащие произведения 2 описывают динамику двух частиц в усредненном потенциале всех остальных частиц. [c.183]

Уравнение Власова и без поправок достаточно сложное нелинейное интефальное уравнение. Решить его в общем случае не удается. В п. б) и в) мы рассмотрим две частные задачи, укладывающиеся в схему линеаризованного уравнения и выявляющие два характерных для плазмы коллективных эффекта плазменные колебания и свойство экранировки. [c.303]

В системах с кулоновским взаимодействием эти идеи позволили обосновать приближение самосогласованного поля и указать пути учета на фоне коллективных явлений также и эффектов, связанных со столкновениями частиц плазмы. [c.300]

Беестолкиовительные У. в. В чрезвычайно разреженной плазме (лабораторной, космической), где частицы практически не сталкиваются между собой, также возможны У. в. При этом ширина У. в. оказывается гораздо меньше длин пробега частиц. Механизм диссипации, приводящей к превращению части кинетич. энергии направленного движения невозмушённого газа (в системе координат, движущейся вместе с У. в.) в энергию теплового движения, связан с коллективными взаимодействиями в плазме и возбуждением плазменных колебаний. В присутствии магн, поля в бесстолкновшпелъных ударных волнах существенны также эффекты закручивания ионов и индуцирования электрич. полей при вытеснении магн. поля движущейся плазмой. Масштабом ширины бесстолкновительных У, в. служит величина с/Шр, где с—скорость света, С0р = = (4ке — плазменная частота, [c.210]

ПЛАЗМЕННАЯ ЧАСТОТА — частота ленгмюровских колебаний, называемых также плазменными колебаниями и продольными (к II Е) колебаниями пространственного заряда Юр = У4лпе /т , п — плотность, е и — заряд и масса электрона, к — волновой вектор, Е — электрич. поле, вызываемое разделением зарядов. В холодной плазме (Tg = Ti) ленгмюровские колебания не обладают дисперсией, т. в. П. ч. Шр не зависит от длины волны. Подробнее см, в ст. Волны в плазме. ПЛАЗМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА — раздел физики плазмы, изучающий коллективные взаимодействия плотных потоков (пучков) заряж. частиц с плазмой и газом, приводящие к возбуждению в системе линейных и нелинейных эл.-магн. вола и колебаний, и использование эффектов такого взаимодействия. Прикладные задачи, к-рые ставит и решает П. э., определяют её осн, разделы плазменная СВЧ-электроника, изучающая возбуждение в плазме интенсивного когерентного эл.-магн. излучения, начиная от радио-и вплоть до оптич. диапазона длин вола плазменные ускорители, осн. на явлении коллективного ускорения тяжёлых заряж. частиц электронными пучками и волнами в плазме плазменно-пучковый разряд, основанный на коллективном механизме взаимодействия плотных п.уч-кон заряж. частиц с газом турбулентный нагрев плазмы плотными пучками заряж. частиц и коллективные процессы при транспортировке и фокусировке пучков в проблеме УТС (см. Ионный термоядерный синтез) неравновесная плазмохимия, изучающая процессы образования возбуждённых молекул, атомов и ионов при коллективном взаимодействии пучков заряж. частиц с газом и плазмой. [c.606]

В обычном газе при достаточно большом г частица Q совсем не чувствовала бы влияния частицы Р] ее потенциальная энергия определялась бы одним или двумя ближайншын соседями. В плазме благодаря далънодействующему характеру кулоновских сил ситуация совершенно иная. Даже на больших расстояниях частица Q все еще чувствует слабое влияние частицы Р, которым нельзя пренебрегать, С другой стороны, на этих расстояниях между Р и Q имеется большое число частиц, каждая из которых оказывает влияние на Q. Следовательно, потенциальная энергия частицы Q определяется ее слабым взаимодействием с очень большим числом частиц. Таким образом, потенциальная энергия представляет собой коллективный эффект, который явно зависит от пространственного распределения частиц вокруг любой данной частицы. С дрзггой стороны, пространственное распределение зависит от потенциальной энергии если взаимодействие носит характер отталкивания, локальная плотность частиц в окрестности данной частицы будет меньше средней плотности числа частиц п во всей системе. Следовательно, потенциальная знергия и пространственное распределение тесно связаны и должны определяться совместно это является характерным свойством самосогласованного поля. [c.246]

Качественно эти поправки можно объяснить следуюпщм образом. Внутренняя энергия меньше своего значения для идеального случая это отражает то обстоятельство, что взаимодействия обусловливают стабилизацию системы. Энтропия также уменьшается — коллективные эффекты приводят к появлению упорядоченной структуры в виде поляризационного облака вокруг каждого иона [см. (6.5.9)]. Если сообшдгь плазме энергию, то частично она расходуется на увеличение кинетической энергии частиц и частично — на разрушение поляризационной структуры. За счет этого [c.251]

Наличие сильного коллективного взаимодействия затрудняет последовательное теоретическое описание вещества в этом этом диа пазоне параметров, и здесь предложен ряд эвристических моделей, описывающих отдельные эффекты в относительно узких частях фазовой диаграммы. Основным качественным результатом большинства моделей является указание на возможность потери термодинамической устойчивости и расслоения сильнонеидеальной плазмы на новые экзотические фазы, что существенно исказило бы привычный вид фазовой диаграммы металлов. Проведенные эксперименты показали отсутствие заметных скачков термодинамических функций или каких-либо гидродинамических аномалий, которые можно было бы интерпретировать как специфические плазменные фазовые превращения. Подчеркнем, что обсуждаемые в литературе плазменные фазовые переходы наиболее вероятны именно в исследованном диапазоне параметров, так как увеличение температуры и уменьшение плотности больцмановской плазмы, а также увеличение давления вырожденной плазмы приводит к относительному уменьшению эффектов неидеальности. К такому же выводу относительно плазменных фазовых переходов пришли недавно и американские исследователи [62, 63]. [c.371]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...