Плазма и ее параметры. Докритическая плазма
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
плоской электромагнитной волны в плазме оказывается действительным:
; (20)
Амплитуда поля вдоль произвольно выбранной оси z уменьшается по мере распространения в соответствии с законом exp(-?z). Поскольку коэффициент фазы ? в закритической плазме равен нулю, волновой процесс в данной среде фактически отсутствует - начальные фазы колебаний при любых z одинаковы в каждый момент времени. Формально это означает, что фазовая скорость плоских электромагнитных волн в закритической плазме неограниченно велика. Ослабление амплитуды поля в плазме рассматриваемого вида обусловлено не переходом части энергии в теплоту, а чисто фазовым эффектом: колеблющиеся электроны плазмы возбуждают вторичные волны, которые, интерферируя с полем падающей волны, стремятся его компенсировать. График частотной зависимости нормированного коэффициента ослабления, рассчитанный по формуле (10), изображен на рис. 1 . Обращает на себя внимание резкое увеличение коэффициента ослабления при уменьшении рабочей частоты.
Ослабление амплитуды электромагнитных волн в закритической плазме во многих случаях оказывает существенное влияние на работу земных и космических волн.
Поскольку диэлектрическая проницаемость закритической плазмы отрицательна, характеристическое сопротивление подобной среды оказывается чисто мнимым:
электродинамический плазма дисперсия кулоновский
(21)
Знак правой части последнего равенства указывает на то, что характеристическое сопротивление закритической плазменной среды является емкостным. Подводя итог, можно констатировать, что слой бесстолкновительной плазмы ведет себя подобно фильтру верхних частот, пропуская на выход колебания с частотами ?>?пл и эффективно ослабляя спектральные составляющие с частотами ?<?пл .
Заключение
Плазма (от греч. Plsma - вылепленное, оформленное), частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.
Термин "плазма" в физике был введён в 1923 американским учёными И. Ленгмюром и Л. Тонксом, проводившими зондовые измерения параметров низкотемпературной газоразрядной плазмы. Кинетика плазмы рассматривалась в работах Л. Д. Ландау в 1936 и 1946 и А. А. Власова в 1938. В 1942 Х. Альфвен предложил уравнения магнитной гидродинамики для объяснения ряда явлений в космической П. В 1950 И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров, а также американский физик Л. Спицер предложили идею магнитной термоизоляции плазмы для осуществления управляемого термоядерного синтеза (УТС). В 50-70-е гг. 20 в. изучение плазмы стимулировалось различными практическими применениями плазмы, развитием астрофизики и космофизики (наблюдение космической плазмы и объяснение процессов в ней) и физики верхней атмосферы Земли - особенно в связи с полётами космических летательных аппаратов, а также интенсификацией исследований по проблеме УТС.
В состоянии плазмы находится подавляющая часть вещества Вселенной - звёзды, звёздные атмосферы, туманности галактические и межзвёздная среда. Около Земли П. существует в космосе в виде солнечного ветра, заполняет магнитосферу Земли (образуя радиационные пояса Земли) и ионосферу. Процессами в околоземной плазме обусловлены магнитные бури и полярные сияния. Отражение радиоволн от ионосферной плазмы обеспечивает возможность дальней радиосвязи на Земле.
В лабораторных условиях и промышленных применениях плазма образуется в электрическом разряде в газах (дуговом разряде, искровом разряде, тлеющем разряде и пр.), в процессах горения и взрыва, используется в плазменных ускорителях, магнитогидродинамических генераторах и во многих других устройствах.
Высокотемпературную плазму получают в установках для исследования возможных путей осуществления УТС. Многими характерными для плазмы свойствами обладают совокупности электронов проводимости и дырок в полупроводниках и электронов проводимости (нейтрализуемых неподвижными положительными ионами) в металлах, которые поэтому называются плазмой твёрдых тел. Её отличительная особенность - возможность существования при сверхнизких для "газовой" плазмы температурой - комнатной и ниже, вплоть до абсолютного нуля температуры.
Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что плазма является одной из наиболее интересных и важных областей для исследований.
Список использованной литературы
1. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов по спец. "Радиотехнике". - М.: Высш. шк., 1992. - 416 с.
. Тамм И. Е. Основы теории электричества: Учеб. пособие для вузов. - 11-е изд., испр. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 616 с.
3.