21世纪理论物理及其交叉学科前沿丛书 等离子体物理学基础2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

21世纪理论物理及其交叉学科前沿丛书 等离子体物理学基础PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 等离子体基本性质与概念1

1.1 等离子体的“电性”与集体行为2

1.2 集体行为的几种表现与等离子体判据3

1.2.1 等离子体振荡3

1.2.2 德拜屏蔽4

1.2.3 等离子体的准中性与响应时间6

1.2.4 等离子体判据7

1.3 库仑碰撞（经典库仑相互作用）8

1.4 等离子体中的辐射10

1.5 数学描述方法12

1.5.1 单粒子轨道理论13

1.5.2 粒子模拟13

1.5.3 磁流体力学14

1.5.4 动理学描述15

书面作业16

思考与论述16

第2章 单粒子轨道理论18

2.1 均恒外场中的单粒子运动18

2.1.1 均恒磁场中的粒子回旋运动18

2.1.2 均恒电场引起的引导中心漂移运动：电场漂移21

2.1.3 重力场与任意外加力场中的导心漂移23

2.2 弱变化磁场中粒子的运动23

2.2.1 弱不均匀磁场下的梯度漂移25

2.2.2 磁场曲率漂移26

2.2.3 横向不变量与磁镜效应28

2.2.4 纵向不变量、Fermi加速与磁通不变量31

2.3 弱不均匀、慢变化电场中粒子的运动35

2.3.1 空间弱不均匀电场效应35

2.3.2 随时间渐变电场的影响：极化漂移36

书面作业38

思考与论述39

第3章 磁流体力学41

3.1 流体力学41

3.1.1 定义、概念、属性41

3.1.2 两种数学描述方法：拉氏描述和欧拉描述42

3.1.3 流体力学方程组43

3.2 MHD适用条件45

3.3 MHD方程组46

3.3.1 质量方程和动量方程、安培定律和欧姆定律47

3.3.2 磁感应方程53

3.3.3 能量密度方程54

3.4 磁静平衡态55

3.4.1 无重力情况与等离子体β56

3.4.2 无力场与势场58

3.4.3 磁压力与磁张力60

3.4.4 2.5 维坐标系统与GS重构62

3.4.5 重力分层大气的标高64

3.5 磁冻结与扩散、磁螺度65

3.5.1 Alfven磁冻结定理66

3.5.2 磁扩散72

3.6 磁场重联73

3.7 理想MHD线性波模77

3.7.1 流体力学声波与真空电磁横波色散关系推导78

3.7.2 关于波动的几点说明79

3.7.3 剪切Alfven波80

3.7.4 MHD可压缩线性波模87

3.8 MHD激波92

3.8.1 简单介绍92

3.8.2 流体力学激波Rankine－Hugoniot跳变关系95

3.8.3 磁流体力学激波97

3.8.4 激波与粒子加速、De Hoffmann－Teller坐标100

3.8.5 日地空间中的激波示例102

书面作业104

思考与论述104

第4章 双元流体描述下的等离子体波动现象106

4.1 概述106

4.2 多元冷等离子体色散关系的一般形式108

4.2.1 电介质色散关系的一般形式108

4.2.2 冷等离子体近似下的电导率张量与介电张量109

4.3 非磁化等离子体波动模式112

4.3.1 非磁化等离子体静电模式113

4.3.2 非磁化等离子体电磁模式116

4.4 磁化等离子体静电模式118

4.4.1 高频模式——电子Langmuir波与高杂波118

4.4.2 低频近似——低杂静电波与静电离子回旋波119

4.5 磁化等离子体电磁模式121

4.5.1 平行传播：左旋与右旋圆偏振电磁模式121

4.5.2 垂直传播：X、 O、 HH（Z）、 LH模式129

4.5.3 倾斜传播：X、 O、 Z、E、I模式131

书面作业134

思考与论述135

第5章 等离子体不稳定性简介136

5.1 基本概念与研究方法简介136

5.2 磁约束等离子体柱的腊肠与扭曲模不稳定性138

5.3 Rayleigh－Taylor和Kelvin－Helmholtz不稳定性138

5.3.1 HD与MHD中的Rayleigh－Taylor不稳定性138

5.3.2 HD与MHD中的Kelvin－Helmholtz不稳定性141

5.4 撕裂模不稳定性——磁岛形成图景143

5.5 束流不稳定性148

书面作业150

思考与论述151

第6章 等离子体动理论初步152

6.1 简单回顾152

6.2 流体力学方程组的推导155

6.2.1 质量守恒方程156

6.2.2 动量方程156

6.2.3 能量方程与MHD截断157

6.3 动理论初步——Landau阻尼157

6.3.1 Fourier变换及积分的奇点问题157

6.3.2 Laplace变换——Landau的求解过程159

书面作业167

思考与论述167

参考文献168

附录171

附录1弱不均匀磁场下的引导中心近似有关公式推导等171

附录2纵向不变量的证明175

附录3理想MHD磁冻结定理与磁螺度守恒证明（摘自胡友秋教授手稿）176

附录4 Laplace变换及复变函数有关定理简单介绍178

附录5矢量恒等式180

附录6陈耀科研报告与科普短文节选目录180

《21世纪理论物理及其交叉学科前沿丛书》已出版书目182