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前言页 1

序言 3

第一章 等离子体物理学导论 3

第一部分 等离子体概念和术语 4

1.1 平衡和亚平衡 4

1.2 德拜长度 4

1.3 等离子体参数 5

1.4 分布函数 5

1.5 温度和分布函数的矩 6

1.6 磁压强 6

1.7 粒子轨道 7

1.8 等离子体频率 8

1.9 等离子体中的波 8

1.10 朗道阻尼 10

1.11 等离子体的稳定性和受控热核聚变 10

1.12 激波和孤立波 12

1.13 磁撞 13

1.14 扩散和博姆扩散 14

1.15 等离子体辐射 16

第二部分 等离子体的产生 18

1.16 低气压冷阴极放电 18

1.17 热离子电弧放电 19

1.18 等离子体喷枪 20

1.19 碱金属蒸气等离子体--Q装置 21

1.20 射频产生等离子体 22

1.21 稠密等离子体聚焦 24

1.22 太阳等离子体 25

1.23 激光产生等离子体 26

第三部分 等离子体性质的测量 26

1.24 等离子体电流和电压的测量 27

1.25 等离子体探针 29

1.26 诊断等离子体性质的其它方法 31

参考文献 33

第二章 等离子体的平衡态热力学和统计力学 35

2.1 等离子体参数 36

2.2 吉布斯分布和相关函数 36

2.3 平衡态等离子体中的双粒子相关 38

2.4 等离子体自由能 41

2.5 等离子体的状态方程 42

2.6 等离子体的流体模型 43

2.7 理想等离子体 43

2.8 等离子体中试验粒子的电势 44

2.9 等离子体流体模型的其它例子 46

2.10 等离子体的库仑能量 48

参考文献 50

2.11 讨论 50

第三章 等离子体的宏观性质 51

3.1 分布函数和刘维方程 51

3.2 等离子体的宏观变量 54

3.3 等离子体宏观方程；流体方程 55

3.4 等离子体的双流体理论 58

3.5 等离子体的单流体理论：磁流体力学 59

3.6 在单流体理论中常用的近似 61

3.7 简化的单流体方程和MHD方程 63

3.8 利用单流体模型和MHD模型描述的等离子体的性质 65

3.9 用单流体方程和等离子体的MHD理论描述的等离子体的动力学性质 70

3.10 双绝热理论 79

3.11 动力收缩 83

参考文献 86

第四章 流体等离子体中的波 87

4.1 无外场(Eo=Bo=O)流体等离子的介电常数 87

4.2 等离子体振荡 89

4.3 一维漂移等离子体中的等离子体振荡 91

4.4 温等离子体中的空间电荷波 96

4.5 冷等离子体中的平面波 98

4.6 测量等离子体性质的微波透射法 101

4.7 等离子体柱的共振 103

4.8 有界等离子体中的空间电荷波 110

4.10 在磁化冷等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中平行于磁场传播的波 118

4.11 在磁化冷等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中垂直于磁场传播的波 126

4.12 典型等离子体中波的频率 128

4.13 有限磁场中的有界冷等离子体的空间电荷波 129

4.14 非均匀等离子体中的低频漂移波 132

参考文献 137

第五章 流体等离子体的稳定性 138

第一部分 等离子体的稳定性问题 138

5.1 平衡问题 139

5.2 等离子体不稳定性分类 140

5.3 分析稳定性的方法 141

5.4 稳定性区域 141

5.5 空间电荷波的双束流不稳定性 142

第二部分 无约束等离子体稳定性的宏观流体方程 142

5.6 阿尔文波的水龙管不稳定性 145

第三部分 磁约束等离子体稳定性的宏观流体方程 146

5.7 重力作用下磁约束流体等离子体的稳定性 146

5.8 磁约束流体等离子体稳定性的热力学理论；互换不稳定性 148

5.9 磁约束等离子体的流体动力学稳定性的宏观方程 152

5.10 重力作用下磁约束流体等离子体的稳定性：简正模分析 156

5.11 能量原理 159

5.12 等离子体-磁场交界面为一平面的系统的稳定性：能量原理分析 163

5.13 自约束等离子体(只有B8)的稳定性： 能量原理分析 165

5.14 磁力线 “打结”的稳定作用 166

5.15 开端等离子体约束实验 169

5.16 封闭等离子体的约束实验 173

5.17 等离子体的其它约束实验 176

参考文献 176

第六章 等离子体中的输运现象 179

6.1 两体库仑磁撞 180

6.2 带电粒子受多次库仑碰撞的偏转 181

6.3 完全电离等离子体中的福克-普朗克输运理论 184

6.4 完全电离等离子体中的弛豫时间 188

6.5 完全电离等离子体的输运性质 191

6.6 弱电离等离子体的玻耳兹曼输运方程和洛伦兹模型 194

6.7 修正的玻耳兹曼方程 197

6.8 弱电离等离子体中的输运系数 198

6.9 双极扩散 201

6.10 均匀稳恒磁场中的弱电离等离子体的输运性质 205

6.11 弱电离等离子体横越磁场的双极扩散 209

6.12 MHD 发电机 211

参考文献 216

第七章 等离子体的动力学方程 217

7.1 多体系统的微观方程 217

7.2 多体系统的统计方程 218

7.3 库仑等离子体的统计方程 221

7.4 统计方程链的封闭 222

7.5 零级动力学方程--伏拉索夫方程 223

7.6 一级动力学方程 224

7.7 伏拉索夫方程的性质 224

7.8 精确到g级的动力学方程的性质 229

参考文献 229

第八章 等离子体波的伏拉索夫理论 231

8.2 线性化的伏拉索夫方程 231

8.3 对于无外场等离子体平衡的静电扰动，线性化伏拉索夫方程的解 233

8.4 φh(t)的时间渐近解 236

8.5 等离子体中静电波的简单推导 239

8.6 朗缪尔波、离子声波和朗道阻尼的伏拉索失理论(Eo=Bo=O) 241

8.7 等离子体波的扰动分布函数 246

8.8 在一般等离子体平衡态的情况下波的色散关系 248

8.9 无外场等离子体平衡态［Eo=Bo=O, fo=fo(v2)］中小振幅波(静电波和电磁波)的伏拉索夫理论 250

8.10 均匀磁化等离子体［Bo=Boz?, Eo=O, fao=fao(V2⊥，vII)］中小振幅波的伏拉索夫理论 253

8.11 磁化冷等离子体中波的伏拉索夫理论 256

8.12 磁化热等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中垂直于平衡磁场传播的波--电磁波和伯恩斯坦模 257

8.13 磁化热等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中平行于平衡磁场传播的波--静电波和电磁波 260

8.14 磁化热等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中与平衡磁场成任意角传播的电磁波 263

8.15 非均匀磁化热等离子体［Eo=O, Bo=Bo(x)z?, no=no(x)］中的波 263

8.16 非均匀磁化等离子体中的低频静电波 270

8.17 非线性的静电波(BGK波) 273

8.18 流体波与伏拉索夫波的比较 276

8.19 类波伏拉索夫态的总结 278

参考文献 279

第九章 等离子体稳定性的伏拉索夫理论 280

9.1 引言 280

8.1 伏拉索夫方程 281

9.2 单调下降分布函数的稳定性：牛可柏-伽德勒定理 282

9.3 多峰分布的稳定性-双流不稳定性 284

9.4 温等离子体中多峰分布的稳定性--尾峰不稳定性 289

9.5 双流不稳定性的机理 292

9.6 尼奎斯特(Nyquist)方法和稳定性的彭洛斯(Penrose)判据 293

9.7 离子声不稳定性 300

9.8 双流不稳定性理论的应用 302

9.9 各向异性等离子体中的不稳定性 303

9.10 电磁收缩不稳定性 304

9.11 收缩不稳定性的讨论 312

9.12 各向异性磁化等离子体的稳定性 312

9.13 损失锥不稳定性 314

9.14 其它不稳定性机理 319

9.15 不稳定等离子体中场的水平和增长速率的热力学限制 320

参考文献 323

第十章 等离子体波和不稳定性的非线性伏拉索夫理论 325

10.1 等离子体非线性理论的必要性 325

10.2 等离子体分布变化的准线性方程 326

10.3 准线性理论中粒子、动量和能量守恒 328

10.4 准线性理论的朗道阻尼 330

10.5 准线性理论中的尾峰不稳定性 334

10.6 双流不稳定性的准线性理论 337

10.7 在单个等离子体波中电子的捕获 339

10.8 等离子体波的回声 342

10.9 非线性波-粒子相互作用(弱湍流) 349

参考文献 353

第十一章 等离子体中的起伏、关联和辐射 354

11.1 运动的试验粒子的屏蔽 354

11.2 等离子体中的电场起伏 359

11.3 非麦克斯韦分布等离子体中的电场起伏 363

11.4 对试验粒子的阻力：静电波的辐射 364

11.5 电磁起伏和辐射 367

11.6 等离子体密度起伏辐射的非相干散射 368

11.7 等离子体辐射：柯克霍夫定律 377

11.8 等离子体发出的黑体辐射及其内部的黑体辐射 378

11.9 磁场中等离子体的回旋(同步加速)辐射 379

11.10 等离子体辐射的试验源理论 381

11.11 包括碰撞弛豫的等离子体动力学方程 384

参考文献 389

附录 Ⅰ 单粒子运动 390

附录 Ⅱ 矢量和张量性质的摘要、某些积分定理和曲线坐标系 407

附录 Ⅲ 单位制、换算因子及常用符号 417

附录 Ⅳ 研究生补充读特选目 426