高温等离子体物理chapter9

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1、第十章等离子体波（动理学理论）10.1静电波、Landau阻尼10.2电磁波的动理学理论:回旋阻尼、高次谐波、Bernstein波10.3非线性波1.色散关系的一般形式与介电张量流体力学理论动理学理论线形化无碰撞线性化2.以静电郞缪尔波为例本征模问题（简正模假设）Whythesingularityshouldbeconsidered?ContinuityrequirementbyPlemijlformulaLandaurouteLandaudestabilizing初值问题郎道路径本征模即长时间行为等离子体色散函数基本特征为流体等离子体振荡可以传播波是阻

2、尼的，称为郎道阻尼郎道阻尼的物理解释见FFChen郎道阻尼和逆郎道阻尼声波的郎道阻尼3.等离子体中的电磁波沿未扰动轨道积分法n=0n≠0对于零阶为Maxwell分布平行于磁场传播的电磁波为方便，我们只考虑电子响应左旋波：无阻尼右旋波：当ω不靠近ω时也基本无阻尼ce回旋阻尼这种机制不同于郎道阻尼（1）共振条件和能量转移解耦（2）不存在逆阻尼垂直于磁场传播的电磁波寻常波一般色散关系：高次谐波非寻常波共振条件：波恩斯坦波（准静态模式）任意角度传播的电磁波既有高次谐波，又有回旋阻尼4.非线性波非线性波弱非线性理论（扰动方法有效）（1）弱相干：几个有限振幅波（2）

3、准线性：无穷多波，相位混沌a.非线性波：离子声孤立波非线性导致波的“破碎”x本质是高次谐波的激发需要色散效应（或者耗散）来补偿离子声孤立波：KdV方程KdV方程离子声孤立波解b.有质动力c.参量不稳定性频率匹配波长匹配振幅要求受激Raman散射（EM=EM+EPW）受激Brillouin散射（c:EM=EM+ISW）双等离子体衰变（EM=EPW+EPW）离子声衰变（参量衰变）（b:EM=EPW+ISW）电子等离子体波衰减（a:EPW=EPW+ISW）匹配条件；造成的后果d.非线性Landau阻尼俘获效应退化的三波相互作用5.流体和动力学波比较流体：处理简

4、单，可合理简化，易推广有碰撞项，存在截断问题动力学：粒子效应（郎道、回旋阻尼，高次旋谐波，FLR，速度分布）通常，低频长波长的更多流体特征.二者结合：修正的流体方程VlasovEq.PPkineticfluid三种主要效应（1）线性波粒子作用（波传播、阻尼、不稳定性）（2）非线性波粒子作用（非线性阻尼、有质动力等）（3）非线性波波作用（参量不稳定性等）波（激光）在聚变等离子体中的应用等离子体诊断：反射，干涉，散射等离子体加热