磁流体力学之一ppt课件.ppt

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1、等离子体物理单粒子轨道运动引导中心漂移公式汇总2单粒子轨道运动带电粒子的电场漂移带电粒子的梯度漂移带电粒子的曲率漂移第一个绝热不变量μ第二个绝热不变量J第三个绝热不变量Φ漂移绝热不变量（寝渐不变量）拉莫尔回转周期运动粒子在磁镜间反跳周期运动粒子在地球磁场中漂移准周期运动磁镜效应有限拉莫半径效应泄漏锥问题费米加速问题范艾仑辐射带问题极光问题效应问题磁约束问题梯度漂移电荷分离电场电漂移等离子体外溢带电粒子在高频电磁波中的运动衡量电磁波强弱：弱场强场高频电磁场的作用与有质动力激光束在等离子体中的自

2、聚焦和成丝现象补充:超强激光随着激光技术的发展,特别是近年来超短脉冲啁啾技术(chirpedpulseamplificating)的重大突破,使人们所能获得的激光强度提高了5-6个量级,其聚焦光强达到了1020W/cm2.激光场的电场强度达到1011V/cm,如果用来加速电子,能在10cm的距离内将电子加速至1012eV的量级.这相当于目前的大型加速器上所能达到的能量.补充:超强脉冲激光与等离子体等离子体当激光脉冲在亚临界密度的等离子体中传播时,光脉冲的纵向有质动力会推动等离子体中的电子向前运动,

3、使其偏离原来位置;等离子体中的离子由于质量大,将几乎保持不动.当激光脉冲超越电子后,由于正负电荷分离而产生的静电力会将电子往平衡位置拉,造成电子在空间的纵向振荡,形成电子等离子体波(见图).补充:超强激光尾场中的电子加速当激光脉冲在亚临界密度的等离子体中传播时,光脉冲的纵向有质动力会推动等离子体中的电子向前运动,使其偏离原来位置;等离子体中的离子由于质量大,将几乎保持不动.当激光脉冲超越电子后,由于正负电荷分离而产生的静电力会将电子往平衡位置拉,造成电子在空间的纵向振荡,形成电子等离子体波(见图)

4、.补充:超强激光尾场中的电子加速当激光脉冲在亚临界密度的等离子体中传播时,光脉冲的纵向有质动力会推动等离子体中的电子向前运动,使其偏离原来位置;等离子体中的离子由于质量大,将几乎保持不动.当激光脉冲超越电子后,由于正负电荷分离而产生的静电力会将电子往平衡位置拉,造成电子在空间的纵向振荡,形成电子等离子体波(见图).补充:超强激光尾场中的电子加速当激光脉冲在亚临界密度的等离子体中传播时,光脉冲的纵向有质动力会推动等离子体中的电子向前运动,使其偏离原来位置;等离子体中的离子由于质量大,将几乎保持不动.

5、当激光脉冲超越电子后,由于正负电荷分离而产生的静电力会将电子往平衡位置拉,造成电子在空间的纵向振荡,形成电子等离子体波(见图).补充:超强激光尾场中的电子加速激光尾场当激光脉冲在亚临界密度的等离子体中传播时,光脉冲的纵向有质动力会推动等离子体中的电子向前运动,使其偏离原来位置;等离子体中的离子由于质量大,将几乎保持不动.当激光脉冲超越电子后,由于正负电荷分离而产生的静电力会将电子往平衡位置拉,造成电子在空间的纵向振荡,形成电子等离子体波(见图).补充:超强激光尾场中的电子加速激光尾场Laserpu

6、lsePlasmawave由于该等离子波是由激光脉冲激发且存在于激光脉冲后方,被称为激光尾波,它的相速度与激光脉冲在等离子体中传播的群速度相同;电荷分离所形成的场称为激光尾波场,该纵向电场以同样的相速度向前传播.补充:超强激光尾场中的电子加速Simulationofalaserwakefieldaccelerator:bunchesofelectrons(yellowandgreen)areinjectedandacceleratedbysurfingtheplasmawaves(bluesurf

7、aces)generatedbyalaserpulse.Shockwavesareproducedwhenapowerfullaserpulseisfiredintoachargedgascalledplasma.This3Dimageisasimulationoftheshockwaveproducedbytheinteractionbetweenthelaserandtheelectronsheathsurroundingtheplasmabubble激光尾波当等离子体的密度达到n0=1018

8、/cm3时,尾波场的强度可以达到E~100GV/m.18电子的捕获：（自调制）自聚焦效应进一步增加激光场强,很强的激光尾场；电子在尾波场中的加速过程类似于冲浪运动员的冲浪加速过程:当运动员处于迎浪面且满足一定的速度条件时,会被波浪加速;同样,在尾波场中运动的电子,当其处于电子密度梯度为正值区域(此时静电分离场为负值)且满足一定的速度条件时,电子也会被尾波场加速.电子的密度高离子的密度高EThisistheendofthesingleparticleorbittheory1－1、试