物理与电子工程学院学年论文
等离子体物理
姓名
摘要:本文简要介绍了等离子体的概念,等离子体的发展史,等离子体按焰温度和所处状态的分类,并且例举了在地球上和地球外的常见等离子体,也简单介绍了等离子体在冶炼、喷涂、焊接、刻蚀、隐身和核聚变各个方面的应用。另外,对等离子体的现状做了介绍,对其前景也做了展望。而主要介绍了等离子体物理学的理论,包括粒子轨道理论,磁流体力学和等离子体动力论三个方面,并一一展开详细介绍了这三个理论,最后得出三大理论相互联系的结论。关键词:等离子体;粒子轨道理论;漂移;等离子体动力论;湍流;孤立子;等离子体中波;引言:
大家早已熟知物体的固体、液体和气体三态。将固体加热到熔点时,粒子的平均动能超过晶格的结合能,固体会变成液体;将液体加热到沸点时,粒子的动能会超过粒子之间的结合能,液体会变成气体。如果把气体进一步加热,气体则会部分电离或者完全电离,则原子变成离子。如果正离子和负离子数目相等即为等离子体。自20世纪50年代以来,等离子体物理学已发展成为物理学的一个十分活跃的分支。在实验上,已经取得很大的成就。在理论上,利用粒子轨道理论、磁流体力学和动力论已经阐明等离子体的很多性质和运动规律,相信随着人们对等离子体性质研究的不断深入,我们会能够将其应用在更多领域。一.等离子体概念
从广义上说,等离子体是泛指一些具有足够的能量自由的带电粒子,其运动以受电磁场力作用为主的物质,例如,半导体、电解液都是等离子体。
从狭义上讲,等离子体是普通气体温度升高时,气体粒子的热运动加剧,使粒子之间发生强烈碰撞,大量原子或分子中的电子被撞掉,当温度高达百万开到1亿开,所有气体原子全部电离.电离出的自由电子总的负电量与正离子总的正电量相等.这种高度电离的、宏观上呈中性的气体叫等离子体。【1】
等离子体又叫做电浆,它广泛存在于宇宙中,常被视为是除去固液气外,物质存在的第四态。
在现有的等离子体理论中,无论磁流体力学方程或动力论方程,
第1页
f物理与电子工程学院学年论文
都是非线性的偏微分方程,难于严格求解析解。为了求得解析解,只
能采用经过大大简化的物理模型,其结果往往是许多过程和效应都被
掩盖了。因而借助于计算机的数值计算在等离子体研究中的作用越来
越大,已经成为与实验研究和理论研究相配合r