等离子体物理论文

自20世纪20年代特别是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，已经建成了包括一批聚变实验装置在内的很多装置，发射了不少科学卫星和空间实验室，从而取得大量的实验数据和观测资料。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，还发展了数值实验方法。半个多世纪来的巨大成就，使人们对等离子体的认识大大深化；但是一些已提出多年的问题，特别是一些非线性问题如反常输运等尚未得到完善解决，而对天体和空间的观测的进一步开展，以及受控热核聚变和低温等离子体应用研究的发展，又必定会带来更多新的问题。今后一个相当长的时期内，等离子体物理学将继续取得多方面的进展。 书 名: 等离子体物理作　者：郑春开出版社： 北京大学出版社出版时间： 2009-7-1ISBN: 9787301154731开本： 16开定价: 00元 本书比较系统地介绍了等离子体物理的基本概念、基本原理和描述问题及处理问题的方法。书中着重突出物理概念和物理原理，也有必要的数学描述和推导。全书共7章，内容包括：聚变能利用和研究进展、等离子体基本性质及相关概念、单粒子轨道理论、磁流体力学、等离子体波、库仑碰撞与输运过程和动理学方程简介。这些内容都是从事核聚变和等离子体物理及相关学科研究人员所必需的，也是进一步学习核聚变与等离子体物理及相关学科专业课程的重要基础。为教学使用和学生学习方便，本书编有附录和习题，供查阅选用。本书适合于核聚变、等离子体物理、空间物理以及基础和应用等离子体物理方向的高年级本科生、研究生和研究人员使用。 第1章 聚变能利用和研究进展1 聚变反应和聚变能聚变反应的发现聚变的燃料资源丰富聚变反应是巨大太阳能的来源2 聚变能利用原理聚变能利用的困难受控热核反应条件——劳森判据与点火条件3 实现受控热核反应的途径磁约束——利用磁场约束等离子体惯性约束——激光核聚变4 磁约束原理及其发展历史磁镜装置环形磁场装置托卡马克装置进展5 惯性约束——激光核聚变激光核聚变发展历史激光核聚变基本原理激光核聚变劳森判据惯性约束激光核聚变的研究进展6 国际热核试验堆（ITER）计划ITER计划形成的历史过程ITER计划目标和主要设计参数第2章 等离子体基本性质及相关概念1 等离子体与等离子体物理学等离子体等离子体物理学2 等离子体的基本性质电荷屏蔽现象与等离子体准电中性等离子体振荡与等离子体振荡频率等离子体的碰撞等离子体的定义等离子体辐射3 等离子体参量与分类等离子体参量等离子体分类4 等离子体的描述方法单粒子轨道描述法磁流体描述法统计描述法粒子模拟法第3章 单粒子轨道理论1 带电粒子在均匀恒定磁场中的运动2电场引起的漂移电场引起的漂移其他外力引起的漂移3 带电粒子在缓慢变化的电场中的运动4 带电粒子在不均匀磁场中的漂移梯度漂移曲率漂移5 浸渐不变量及其应用磁矩不变性与磁镜约束原理磁镜约束原理纵向不变量J与费米加速地球辐射带与磁通不变量6 带电粒子在环形磁场中的运动带电粒子在简单环形磁场中的漂移磁场的旋转变换托卡马克装置磁场位形和约束原理第4章 磁流体力学1 速度矩及矩方程速度矩速度矩方程2 等离子体的双流体力学方程连续性方程运动方程能量方程等离子体双流体力学方程组3 磁（单）流体力学方程磁流体力学方程……第5章 等离子体波第6章 库仑碰撞与输运过程第7章 动理学方程简介附录习题主要参考书

等离子态又叫做物质的第四态,它是气体,不过其原子失去电子形成自由电子和正离子,因为两者的量相等因此又叫做等离子态,它可导电而且受磁场影响,热气体中,因为原子高速碰撞而造成电离现象,形成等离子态,太阳内部的气体就是其中一个例子低温气体,负电子和正离子会再结合,因此不会形成等离子态在萤光灯内,存在低压汞蒸汽及一些惰性气体,在高电压下,电子急剧加速,碰撞而造成更多电子及正离子,形成等离子态,过程中汞原子被激发至激发态,由激发态跃至基态,发出电磁波,主要为紫外辐射,紫外辐射投射到管壁的荧光粉时,再转为可见光 为了克服氢核间的强劲排斥力而进行核熔合作用,两氢核必须高速碰撞,而所需温度高达千万度摄氏,太阳内?依kao)筛胶洗颂跫?但如要发展受「控制的热核熔合」作用,没有容器可忍受此高温而不熔解,利用磁场将等离子体困在磁场内,使它在高温下进行核熔合,这方法仍未成功,仍有待进一步研究 我们知道，把冰加热到一定程度，它就会变成液态的水，如果继续升高温度，液态的水就会变成气态，如果继续升高温度到几千度以上，气体的原子就会抛掉身上的电子，发生气体的电离化现象，物理学家把电离化的气体就叫做等离子态。 在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。 就在我们周围，也经常看到等离子态的物质。在日光灯和霓虹灯的灯管里，在眩目的白炽电弧里，都能找到它的踪迹。另外，在地球周围的电离层里，在美丽的极光、大气中的闪光放电和流星的尾巴里，也能找到奇妙的等离子态。

所谓等离子体就是被激发电离气体，达到一定的电离度（＞10－x），气体处于导电状态，这种状态的电离气体就表现出集体行为，即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子，同时也受到其他带电粒子的约束。由于电离气体整体行为表现出电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等，称这种气体状态为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同，故称之为物质第四态。 等离子体的研究是探索并揭示物质“第四态”―等离子体状态下的性质特点和运行规律的一门学科。等离子体的研究主要分成高温和低温等离子体两大方面。 高温等离子体中的粒子温度高达上千万以至上亿度，是为了使粒子有足够的能量相碰撞，达到核聚变反应。低温等离子体中的粒子温度也达上千乃至数万度，可使分子、原子离解、 电离、化合等。可见低温等离子体温度并不低，所谓低温，仅是相对高温等离子体的高温而言。高温等离子体主要应用于能源领域的可控核聚变，低温等离子体则是应用于科学技术和工业的许多领域。高温等离子体的研究已有半个世纪的历程，现正接近聚变点火的目标；而低温等离子体的研究与应用，只是在近年来才显示出强大的生命力，并正处于蓬勃的发展时期。 液晶态，物质在熔融状态或在溶液状态下虽然获得了液态物质的流动性，但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序，在物理性质上表现出各向异性。这种兼有晶体和液体部分性质的状态称为液晶态，处于这种状态下的物质叫液晶。 它们的区别是，等离子态比液晶态更加的细小化，具有与其他3种不同的特质。而液晶态只是其他3种的变相结合态。物质第四态究竟是什么,只有一个答案，多答一个字就成为错误。即：“物质的第四态是等离子态”。再也没有任何回答比这11个字的回答更准确！他们的区别是：故态为结晶态和非晶态，如水晶是结晶质固体，玻璃是非晶质固体,这是物质的“第一态”；常见的液态比如水、熔化的焊锡、常温下的水银等，他们的分子或原子，在液态下都是“无序排列”。有些“液态”高分子化合物，在受到机械压力、电场等后，其分子能立刻转变为“有序排列”，虽然仍为“液体状态”，但却产生了“类似结晶体”的“光学性能”，具有这种性能的材料，叫做“液晶材料”，这是物质的“第二态”。液态物质的温度再升高，是液态物质蒸发、物质以“分子”（未电离）存在，叫做“气态”，这是物质的“第三态”。物质的温度再进一步提高，使物质的原子“电离”，全部以正、付离子状态存在的“物质态”叫做“等离子态”，这是物质的“第四态”。世界上任何物质都能以以上四种“态存在”，他们之间的“关系表征”是“温度不同”。关于“波色－爱因斯坦凝聚态”，是用“量子物理学方法”，成功描述某些用“上述的四种物质态理论不能够解释的固体或凝聚体物理现象”的一种新的“纯理论物理学方法”，是一种“纯数学—物理描述”，这里不便于进一步解释，请以关键词“凝聚态物理学”上网，自己找答案。我很忙，请谅解。

物质第四态－等离子体离子体就是被激发电离气体，达到一定的电离度（＞10－x），气体处于导电状态，这种状态的电离气体就表现出集体行为，即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子，同时也受到其他带电粒子的约束。由于电离气体整体行为表现出电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等，称这种气体状态为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同，故称之为物质第四态。液晶态，物质在熔融状态或在溶液状态下虽然获得了液态物质的流动性，但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序，在物理性质上表现出各向异性。这种兼有晶体和液体部分性质的状态称为液晶态，处于这种状态下的物质叫液晶。