等离子体物理学导论(7)

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1、IntroductiontoPlasmaPhysics等离子体物理学导论主讲:陈耀yaochen@sdu.edu.cn567–3638http://space.wh.sdu.edu.cnGrade:15%inclass15%homework70%finalexam参考讲义:等离子体物理导论中国科大刘万东编著(讲义)http://www.ruoxiliu.blog.sohu.com/等离子体物理学中国科大李定等编著(高等教育出版社)Q1：对日地空间的认识，日地空间中有什么物质？Q2:对太阳风的认识，太阳风是什么物质？Q3:对等离子体的了解,日常生活中哪些属于等离子体，

2、自然界中有何物质属于等离子体？Q4:对温度概念的认识课堂思考:等离子体物理学导论的目的：了解等离子体物理基本概念、建立等离子体物理学基本物理过程的物理图像、初步了解空间科学、空间物理学基本背景知识为下一步的深入学习和研究打下基础基本概念与物理图像对学习和研究工作的重要性简单示例：太阳风(Thesolarwind)产生的图像、日冕物质抛射的爆发图像(Coronalmassejections)ThesecombinedimagesdisplayUVlightemittedbythethesolarcoronaon17August1996.Thesolardiskimag

3、eisfromtheEITinstrumentaboardSOHO,andtheextendedsolarcorona(outsidetheblackringabout0.5solarradiifromthedisk)isfromtheUVCSinstrumentaboardSOHO.ThecolorinthelatterimagerepresentsthetotalUVintensityemittedbyhighlyionizedoxygenatoms(OVI,orO5+)inthecorona.Thesolarwindsohowww.nascom.nasa.go

4、v/CMEblast--Alargecoronalmassejectionejectsacloudofparticlesintospaceon5December2003.InthiscompositeanEIT304imageofthesunfromaboutthesametimehasbeenappropriatelyscaledandsuperimposedonaLASCOC2imagewherearedoccultingdiskcanbeseenextendingaroundtheSun.ThisLASCOcoronagraphinstrumentallows

5、detailsinthecoronatobeobserved.日冕物质抛射现象(CME)sohowww.nascom.nasa.gov/等离子体参数空间数密度：103m-3----1033m-3温度：10-1ev----106ev(104K----1010K)1ev~11600K广阔的参数空间宽广的研究领域和应用前景!宇宙中99％的已知物质是等离子体等离子体（Plasma）定义：等离子体是由电子、离子等带电粒子以及中性粒子(原子、分子、微粒等)组成的，宏观上呈现准中性、且具有集体效应的混合气体(李定等：等离子体物理学，高等教育出版社)等离子体是一种电离的气体，具有

6、很高的电导率，与电磁场存在强烈的耦合作用，在宇宙中广泛存在，常被看作物质的第四态。Aplasmaisaquasineutralgasofchargedandneutralparticleswhichexhibitscollectivebehavior.F.F.Chen,IntroductiontoPlasmaPhysicsandControlledFusion,PlenumPress,1984“Plasma”这个词，由朗缪尔(Langmuir)在1927年最早采用,中文翻译大陆学者：等离子体台湾学者：电浆等离子体定义的要点：1)、对于自由的理解：含大量带电粒子的气体

7、，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，即非束缚态2)、对于准中性的理解：指等离子体中正负离子数目基本相等，宏观（大尺度）呈现电中性，小尺度则呈现电磁性质(思考，为何会出现准中性的性质？)3)、对于集体的理解：4)、对于第四态的理解：3)、集体效应：是与中性气体的根本区别，是等离子体作为物质第四态的依据区别一种物态应看作用于物态基本组元上的作用力，控制物态特性变化的基本作用力，对于固体，液体，气体均有所不同。中性气体：粒子间的直接的碰撞作用等离子体：电磁力，长程多体集体行为：当体系内某处出现扰动时，理论