Физика плазмы, Лонгмайр К., 1966

Физика плазмы, Лонгмайр К., 1966.
ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.
Введение.
Термин «плазма» употребляется в современной физике для обозначения ионизированного газа, имеющего настолько высокую плотность, что силами взаимодействия составляющих его частиц уже нельзя пренебречь в сравнении с силами, действующими со стороны внешних полей. Так, незначительное число электронов, вращающихся по орбите в бетатроне, еще не составляют плазмы. Однако, если их число увеличивается настолько, что появляется так называемая дефокусировка за счет пространственного заряда, то вступают в силу законы, характерные для плазмы.
Поскольку силы, действующие между разноименно заряженными частицами, стремятся компенсировать друг друга, всем видам плазмы .присуще стремление к максимально возможному электрически нейтральному состоянию. По определению проблема плазмы есть проблема многих тел.

Уравнение Лиувилля.
При решении некоторых простых механических задач оказывается достаточным использовать законы сохранения энергии и импульса. В проблеме многих тел, с которой нам приходится иметь дело, положение меняется, так как число неизвестных в тех уравнениях, которые были приведены, больше, чем число самих уравнений, т. е. уравнения сохранения массы, импульса и энергии, если так можно выразиться, «не всё знают». Тем не менее из них часто можно получить весьма полезные сведения как для теоретических, так и для экспериментальных исследований. В частности, условия равновесия (в статическом случае) (1.31) и (1.36) были использованы для получения данных о давлении среды из измерений магнитного поля.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому переводу
От автора
Глава 1. Основные уравнения и законы сохранения
§ 1.1. Введение
§ 1.2. Некоторые особенности уравнений Максвелла
§ 1.3. Сохранение импульса
§ 1.4. Некоторые примеры использования тензора натяжений
§ 1.5. Общее выражение для дивергенции тензора в цилиндрических координатах
§ 1.6. Закон сохранения энергии
§ 1.7. Закон сохранения массы
§ 1.8. Уравнение Лиувилля
§ 1.9. Уравнение Лиувилля с учетом силы Лоренца
§ 1.10. Магнитогидродинамическое приближение
Глава 2. Метод орбит
§ 2.1. Введение
§ 2.2. Ларморовские окружности
§ 2.3. Магнитный момент и ток намагничения
§ 2.4. Влияние постоянного электрического поля
§ 2.5. Переменное электрическое поле и диэлектрическая проницаемость плазмы
§ 2.6. Влияние гравитации
§ 2.7. Влияние зависимости магнитного поля от времени
§ 2.8. Электрический дрейф и движение силовых линий магнитного поля
§ 2.9. Влияние пространственной неоднородности В
§ 2.10. Порядок величины скоростей дрейфа
§ 2.11. Продольный адиабатический инвариант
Глава 3. Применение метода орбит к статическим задачам
§ 3.1. Введение
§ 3.2. Случай, когда поле В не зависит от z, а внешние силы отсутствуют
§ 3.3. Искривленные линии поля В в отсутствие внешних сил
§ 3.4. Общая статическая задача в отсутствие внешних сил
§ 3.5. Движение вдоль силовых линии
§ 3.6. Система уравнении для общей статической задачи
§ 3.7. Теорема вириала
§ 3.8. Бессиловые конфигурации
Глава 4. Применение метода орбит к динамическим задачам
§ 4.1. Введение
§ 4.2. Плазма в магнитном поле при наличии сил тяготения
§ 4.3. Общая двухмерная задача для случая, когда силовые линии В прямые
§ 4.4. Поляризация плазмы, заключенной между проводящими плоскостями
§ 4.5. Замечания относительно общей динамической задачи
Глава 5. Точные статические решения
§ 5.1. Введение
§ 5.2. Нормальное к границе движение положительных и отрицательных частиц равной массы
§ 5.3. Нормальное к границе движение реальных частиц
§ 5.4. Решение задачи о граничном слое с помощью уравнения Лиувилля
§ 5.5. Два упрощающих предположения
§ 5.6. Рассмотрение случая нормального к границе движения частиц с помощью уравнения Лиувилля
§ 5.7. Задача с изотропным распределением скоростей в плазме
§ 5.8. Метод построения общего решения для плоского случая
§ 5.9. Общее решение для случая осевой симметрии
§ 5.10. Осесимметричная задача для случая частиц равных масс
Глава 6. Волны малой амплитуды в плазме
§ 6.1. Введение
§ 6.2. Случай отсутствия магнитного поля
§ 6.3. Доказательство законности пренебрежения действием магнитного поля
§ 6.4. Резонанс, или затухание, Ландау
§ 6.5. Магнитогидродинамические, или альфвеновские, волны
§ 6.6. Волны произвольной частоты. Вектор K параллелен Ввн
§ 6.7. Волны произвольной частоты. Вектор K перпендикулярен Ввн
§ 6.8. Задача с начальными условиями
§ 6.9. Косые волны в случае нулевой температуры
Глава 7. Магнитогидродинамические ударные волны
§ 7.1. Введение
§ 7.2. Распространение ударной волны в направлении, перпендикулярном магнитному полю
§ 7.3. Распространение ударной волны в направлении, параллельном магнитному полю
§ 7.4. Структура магнитогидродинамической ударной волны. Случай слабой ударной волны
§ 7.5. Модель поперечной ударной волны
Глава 8. Столкновения частиц
§ 8.1. Введение
§ 8.2, Флуктуации в нейтральной плазме
§ 8.3. Экранирование электрических зарядов в плазме
§ 8.4. Дебаевский радиус в неравновесной плазме
§ 8.5. Кулоновское рассеяние
§ 8.6. Влияние магнитного поля
§ 8.7. Корреляция частиц
Глава 9. Диффузия в пространстве скоростей
§ 9.1. Введение
§ 9.2. Уравнение Больцмана
§ 9.3. Тепловое равновесие
§ 9.4. Обобщение Н-теоремы
§ 9.5. Упрощение интеграла столкновений
§ 9.6. Рассеяние направленного пучка
§ 9.7. Средняя скорость изменения энергия частиц
§ 9.8. Уравнение Фоккера — Планка
§ 9.9. Электропроводность плазмы
Глава 10. Диффузия в обычном пространстве поперек направления магнитного поля
§ 10.1. Введение
§ 10.2. Конфигурации, соответствующие тепловому равновесию
§ 10.3. Отклонение от теплового равновесия
§ 10.4. Возмущения, вносимые столкновениями
§ 10.5. Диффузия частиц
§ 10.6. Некоторые решения уравнений диффузии в изотермическом случае
§ 10.7. Баланс давлений и сопротивление плазмы
§ 10.8. Теплопроводность
§ 10.9. Квазиравновесный пинч с конечной проводимостью
Глава 11. Устойчивость
§ 11.1. Введение
§ 11.2. Полностью диамагнитная плазма
§ 11.3. Неустойчивость плазмы низкого давления
§ 11.4. Энергетический метод исследования устойчивости
§ 11.5. Устойчивость пинча
§ 11.6. Уточнение теории устойчивости
§ 11.7. Пучковая неустойчивость
Глава 12. Плазма и излучение
§ 12.1. Введение
§ 12.2. Излучение в плазме при тепловом равновесии
§ 12.3. Неравновесный случай
§ 12.4. Тормозное излучение
§ 12.5. Циклотронное излучение
Литература