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1、等离子体物理基础-期终复习题一.名词解释等离子体(plasma);物质的第四态(plasma);等离子体独立参量;朗道(Landau)长度;德拜半径或德拜长度(DebyeLength);德拜(Debye)屏蔽;朗缪尔(Langmuir)振荡;拉摩(Larmor)频率;拉摩(Larmor)半径;磁镜效应;寝渐不变量;磁流体力学理论(MHD,即Magneto-Hydro-Dynamic);动理学理论(kinetictheory).二.在讨论单个带电粒子的运动时,若除了受到磁场作用外,还受到其它外力场作用,则带电粒子
2、的运动方程可以写成:,试说明该式的物理意义.三.在讨论单个带电粒子的运动时,已知带电粒子在磁场中的漂移运动速度是:,其中是指垂直于磁场方向的外力,(1)简要说明该式的物理意义;(2)简要说明电漂移、重力漂移、梯度漂移、曲率漂移和径向漂移产生的条件.四.考虑磁场随时间t缓慢变化,那么在带电量q的粒子回旋轨道内会感生一个环向电场,电场方向是回旋轨道的切向,由于这电场的存在,使带电粒子在回旋轨道上产生横向动能W⊥的增量,起因于电场对带电粒子做功.已知W⊥=-μB,其中是带电粒子的磁矩,求证:磁矩=常数.(可能用到:)
3、五．在讨论均匀理想的导电流体的磁流体方程时,可概括为如下九个方程:(1)流体方程(连续方程,运动方程,能量方程);(2)麦克斯韦方程组;(3)广义欧姆定律和电荷守恒定律.目前各方程混杂如下,试根据其物理意义,挑选出流体方程和广义欧姆定律和电荷守恒定律的五个表式.2六.考虑在一稳恒电场中,利用磁流体方程,试证明感应方程:,其中称为磁黏滞系数.(可能用到:七.考虑在一稳恒电场中,利用磁流体方程,人们可以推得感应方程:,其中称为磁黏滞系数.试说明:(1)若等离子体是某一理想导电流体,则将出现磁场冻结;(2)若等离子体
4、不是一理想导电流体,而是某一静止的导电流体,则将出现磁场的扩散.八.用动理学描述时,分布函数除了是空间坐标和时间的函数外,还是速度的函数,,而动理学方程的出发点是玻耳兹曼方程,即非平衡统计物理方程:,对于无碰撞等离子体,通常等离子体受到的力为电磁力,设带电粒子电荷量为q,所在电场的电场强度为,磁感应强度为,(1)根据分布函数随时间的变化率说明玻耳兹曼方程的物理意义;(2)试导出弗拉索夫方程.九.在讨论朗道阻尼时,频率看成复数,经过推导,,这里,,对于热平衡分布,,试证明:.十.对于频率,经过推导得,试说明其物理
5、意义.2
