复习题-等离子体物理基础.doc

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(Debye Length); 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(kinetic theory).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,则带电粒子的运动方程可以写成: ,试说明该式的物理意义.三. 在讨论

2、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=-B,其中是带电粒子的磁矩, 求证: 磁矩=常数. (可能用到:)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

3、)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. 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, 试说明其物理意义.2