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等離子物理

發布時間: 2022-01-20 19:24:24

㈠ 等離子物理對撞實驗是什麼

現有宇宙理論認為,宇宙形成於距今約120億至150億年前的一次「大爆炸」。宇宙「大爆炸」後的極短瞬間會形成超高能量密度,這使得一種稱為「誇克—膠子等離子體」的物質能夠在約10微秒(1微秒為百萬分之一秒)的極短時間內充斥宇宙,然後再凝聚結合形成原子核等物質。但迄今科學家們還難以對這一理論假設進行檢驗。歐洲核子中心的最新研究成果使得科學家們能夠驗證「大爆炸」數微秒後的宇宙景象。這項重大突破不僅使物理學的研究疆域拓展至接近宇宙誕生初始,而且對考察宇宙的起源、物質的本性以及對驗證現有的粒子物理標准模型等都有重要意義。近代物理學研究認為,原子的構造單元是質子和中子等亞原子粒子[1],而亞原子粒子又由誇克等更微觀的基本粒子構成。誇克間通過強力作用組合成質子和中子,而這種強作用力主要通過另一種名為膠子的基本粒子來傳遞。 詞條裡面的 , 看不懂==

㈡ 等離子體物理研究方向 及就業前景

等離子體物理來專業主源要研究方向為:等離子體設備與工藝自動控制技術、材料改性及新材料研究、激光與物質作用、空間等離子體物理。 目前主要圍繞與等離子體物理及工程研究密切相關的應用領域開展工作:等離子體新功能電源、計算機自動控制與數據採集處理;等離子體電解材料表面陶瓷化、磁控濺射功能膜制備、生物醫用材料表面改性、新功能材料研究;利用激光擊穿光譜檢測污水中重金屬成分和燃燒煙氣中重金屬成分、利用差分光譜法檢測其它大氣有害物質的含量;電離層電波傳播理論、電離層無線電探測與診斷、改進電離層數字測高儀、電離層垂直探測新觀測模式。 主要還是在科研院所工作

㈢ 大學里等離子體專業都使用哪些等離子體物理教材或者關於等離子體物理有哪些比較經典易懂的教材

學術著作:

1. F. F. Chen,《等離子體物理學導論》,人民教育出版社,1980年。此書為
中文譯本,建議看英文原版書。這是等離子體入門的基礎書籍。裡面對等離子體的基本
概念介紹得很清楚。

2. 徐家鸞,金尚憲,《等離子體物理學》,原子能出版社,1980年。

3. J. Wesson, Tokamaks (Clarendon Press, Oxford, 1997).

4. NRL PLASMA FORMULARY 這是美國海軍實驗總結的一本總結了等離子體物理
中常用公式及常數的小冊子,非常的詳細,並且每年都在更新,很實用。

5. Plasma Physics and Fusion Energy, Jeffrey Friedberg - Cambridge
University Press。

6. 《核聚變原理》,高溫等離子體的一本入門書籍。

7. Introction to Plasma Physics, Robert J Goldston and Paul H
Rutherford

上面的介紹的都是一些等離子物理的基本入門書。而等離子體本質上是一門非線性物理
學科,只有了解其中的非線性過程及多尺度結構之間的相互作用關系,才算是對這一學
科的入門。

以上轉載孔德峰博士的博客(部分內容),僅用於學習交流。

㈣ 等離子體天體物理學的物理狀態

等離子體天體物理學著重研究天體等離子體中各種不穩定的物理過程。在天體等離子體中﹐兩體碰撞不是粒子間相互作用的主要形式﹐更重要的是帶電粒子(電子和離子)間的集體相互作用﹐它能激發各種振湯和波動。各種形式的等離子體波﹐可以看作是准粒子﹐稱為等離子體激元。由於存在不穩定性﹐等離子體處於湍動狀態。在湍動狀態下﹐等離子體中各種形式的波動之間﹐往往發生強烈的非線性相互作用﹐並引起能量在頻譜中的再分布。這種作用通常叫作波-波作用。此外﹐波和帶電粒子之間可以產生更有效的相互作用﹐因而使粒子加速(見等離子體湍動加速)﹐使輻射譜的特徵改變。這種作用通常叫作波-粒子作用。因此有人提出﹐天體等離子體主要應由彼此相互作用著的三種成分組成﹐即電子﹑離子和等離子體激元(對某些天體﹐還應加上一種成分﹐即中性粒子)。現代等離子體天體物理學的任務﹐正是要探索和研究在各種可能的天體物理條件下﹐上述三種基本成分之間相互作用的物理規律。
天體等離子體經常處於很復雜的物理狀態。這表現為通常存在不均勻結構﹕電導率遠小於按經典的兩體碰撞理論所計算的值﹐甚至會突然變為零﹐致使磁流體力學中的「磁凍結」圖像失效﹔由於不穩定性而導致等離子體位形不確定﹐等等。等離子體天體物理學要研究兩個問題﹕一是各種天體的等離子體湍動狀態形成的可能性﹔二是假定天體等離子體處在湍動狀態﹐從天文觀測中將會得出些什麼推論。對第一個問題﹐目前還不能作出普遍的回答﹐但是對地球磁層和太陽等離子體的研究表明﹐至少在地球附近的等離子體中的不穩定性是很容易產生的﹐等離子體狀態對熱動平衡有微小的﹑有時甚至是可能被忽略的偏離﹐也會導致向湍動狀態轉化。產生不穩定性所需要的對熱動平衡偏離的最小值﹐稱為不穩定性閾值。對諸如星際物質﹑太陽風﹑日冕﹑類星體外部區域和脈沖星輻射區域的研究表明﹐在這些天體上﹐都可能達到不穩定性閾值﹐並形成等離子體湍動狀態。至於第二個問題﹐天體等離子體處於湍動狀態﹐必然會大大地改變對天體物理觀測所作的傳統解釋。例如。處於湍動狀態中的天體等離子體中的快粒子將導致譜線致寬﹐改變天體等離子體的電離度﹐加熱等離子體﹔湍動狀態的等離子體又可將其湍動能轉化為電磁輻射能﹔等等。

㈤ 等離子體物理學什麼

等離子體物理學介紹:
等離子體物理學是研究等離子體性質的物理學分支。等離子體是物質的第四態,是由電子、離子等帶電粒子及中性粒子組成的混合氣體,宏觀上表現出准中性,即正負離子的數目基本相等,整體上呈現電中性,但在小尺度上具有明顯的電磁性質。等離子體還具有明顯的集體效應,帶電粒子之間的相互作用是長程庫侖作用,單個帶電粒子的運動狀態受到其它許多帶電粒子的影響,又可以產生電磁場,影響其它粒子的運動。等離子體物理學目的是研究發生在等離子體中的一些基本過程,包括等離子體的運動、等離子體中的波動現象、等離子體的平衡和穩定性、碰撞與輸運過程等等。等離子體物理學具有廣闊的應用前景,包括受控核聚變、空間等離子體、等離子體天體物理、低溫等離子體等等。

等離子體物理學研究類型:
等離子體物理學常用的有單粒子軌道理論、磁流體力學、動理學理論三種研究類型。單粒子軌道理論不考慮帶電粒子對電磁場的作用以及粒子之間的相互作用。磁流體力學將等離子體作為導電流體處理,使用流體力學和麥克斯韋方程組描述。這種方法只關注流體元的平均效果,因此是一種近似方法。動理學理論使用統計物理學的方法,考慮粒子的速度分布函數。

等離子體物理學研究方法:
(1) 實驗研究用實驗方法研究等離子體有如下特點。
對於天然的等離子體,即天體、空間和地球大氣中出現的等離子體,人們不可能用地面上實驗室中的一般方法主動地調節實驗條件或加以控制,而主要只能通過各種日益增多的天文和空間觀測手段,如光學、射電、X射線以及現代的高空飛行器和人造衛星──「空間實驗室」,來接收它們所發射的各種輻射(包括各種粒子)。根據大量的觀測結果,並在天體物理學和空間物理學的認識基礎上,依靠已建立的等離子體物理理論和已有的各項基本實驗數據,進行分析和綜合,方能深入地認識這些天然等離子體的現象、本質、結構、運動和演化的規律。
要研究或利用各種人造的等離子體,必須先把它們製造出來;而要製造任何一種新的等離子體或者擴展它的性能參量,又往往必須對它先有一定的認識。由此可見,對於人造等離子體,只能採取邊製造邊研究,研究和製造循環結合、逐步前進的辦法。例如,受控核聚變等離子體的研究,就是通過一代又一代的實驗裝置,來產生具有特定性能的等離子體,逐步提高它們的溫度和約束程度。而每一代裝置的設計,又必須在已有等離子體實驗的基礎上,通過理論方面的外推和定量演算,加以確定。特別是較大類型裝置的建造,必須立足於各項經過試驗的、成熟的工程技術,輔之以必需和能夠及時開發出來的單項新技術,例如強流電子束和離子束技術。裝置建成後,實驗的第一步是使用各種儀器手段,對裝置中產生的等離子體進行測量;測量數據要按照已有的理論進行處理,以得出裝置中等離子體具體形成過程和現象細節性質的定性和定量的結果,這些就是等離子體診斷學的內容。對實驗條件的調節和控制也必需有測量診斷的結果作為依據,然後方可接上現代的信息和控制技術,構成閉環的操作,從而推進實驗研究。
實驗結果要同參量條件相對應的理論分析進行對比校驗,以判定實驗及理論的前進方向。等離子體實驗的因素復雜多變,難度大,精確度不高,而理論描述又遠未完善;實驗中意料之外的結果常會出現,而成為理論創新的前導。
(2) 理論描述包括近似方法和統計方法。
粒子軌道理論和磁流體力學都屬於近似方法。粒子軌道理論是把等離子體看成由大量獨立的帶電粒子組成的集體,只討論單個粒子在外加電磁場中的運動特性,而略去粒子間的相互作用,也就是近似地求解粒子的運動方程。這種理論只適用於研究稀薄等離子體。在一定條件下的稠密等離子體,通過每種粒子軌道的確定,也可對等離子體運動作適當的描寫,也能提供稠密等離子體的某些性質。不過,由於稠密等離子體具有很強的集體效應,粒子間耦合得很緊,因此這種理論的局限性很大。
磁流體力學不討論單個粒子的運動,而是把等離子體當作導電的連續媒質來處理,在流體力學方程中加上電磁作用項,再和麥克斯韋方程組聯立,就構成磁流體力學方程組,這是等離子體的宏觀理論。它適用於研究稠密等離子體的宏觀性質如平衡、宏觀穩定性等問題,也適用於研究冷等離子體中的波動問題。然而,由於它不考慮粒子的速度空間分布函數,因此,它無法揭示出波粒相互作用和微觀不穩定性等一系列細致和重要的性質。
等離子體按其本性是一個含有大量帶電粒子的多粒子體系,所以嚴格的處理方法就是統計方法,即求出粒子分布函數隨時間的演化過程。這種理論就是等離子體動力論,也稱為等離子體的微觀理論。對於波動和微觀不穩定性,動力論採用符拉索夫方程來研究。對於弛豫過程和輸運問題,動力論採用福克-普朗克方程。
微觀理論可以得到宏觀理論所得不到的許多知識。例如在波動問題方面,只有動力論才能導出朗道阻尼。至於微觀不穩定性,主要討論速度空間中偏離平衡態所引起的不穩定性,這類問題是宏觀理論無法研究的。從動力論方程出發,可以導出磁流體力學的連續方程、動量方程和能量方程。
(3) 數值計算現有的理論描述中,磁流體力學、符拉索夫方程、福克-普朗克方程都是非線性偏微分方程,包含很多參量,為了求出解析解,物理模型往往過分簡化以至無法精確和全面地包羅各種效應,因此數值計算在等離子體研究中的作用越來越大。另外,由於高溫等離子體的實驗和診斷都較難進行,所以自70年代以來,發展了一種數值實驗的方法。就是在大容量的計算機上,用大量粒子來模擬等離子體的運動,以研究它的宏觀和微觀不穩定性等問題。這已成為一種有力的研究方法。

發展前景:
自20世紀20年代特別是50年代以來,等離子體物理學已發展成為物理學的一個十分活躍的分支。在實驗上,已經建成了包括一批聚變實驗裝置在內的很多裝置,發射了不少科學衛星和空間實驗室,從而取得大量的實驗數據和觀測資料。在理論上,利用粒子軌道理論、磁流體力學和動力論已經闡明等離子體的很多性質和運動規律,還發展了數值實驗方法。半個多世紀來的巨大成就,使人們對等離子體的認識大大深化;但是一些已提出多年的問題,特別是一些非線性問題如反常輸運等尚未得到完善解決,而對天體和空間的觀測的進一步開展,以及受控熱核聚變和低溫等離子體應用研究的發展,又必定會帶來更多新的問題。今後一個相當長的時期內,等離子體物理學將繼續取得多方面的進展。

㈥ 關於等離子體物理學導論的一些題目答案

答:該粒子的能量從電場得到。因為在絕熱壓縮等離子體等離子體中μ不變現性要求KT隨B的增加而增加,即等離子體的能量增加。又因為洛倫茲力總是與速度垂直,及洛倫茲力不做功。所以能量的增加與磁場無關。因為電場強度E的旋度等於磁感應強度B對時間的一階導的相反數(麥克斯韋方程組的一個方程),電場能加速粒子,所以粒子的能量從電場得到!
明白?

㈦ 等離子體物理專業需要學過哪些基礎課程

我只能說兩句,也不是很清楚,我是物理的本科生,做的畢設是等離子體的。我認為量子力學和電動力學是必須,量子是俄羅斯人認可的,他們認為有本徵解,電動是解反常輸運的,還要會傅立葉變換。我的工作是用FORTRAN解的,美國人喜歡用程序解,估計你要看計算機編程的書。

四大力學:理論力學,電動力學,熱力學與統計物理,量子力學
外加:原子物理和固體物理的一些基礎知識,計算機編程也會用到很多(解反常輸運)
你要知道,等離子態被稱為物質的第四態,所以你多多少少要有一些固液氣的概念

㈧ 什麼是等離子體物理

等離子體物理是研究等離子體的形成及其各種性質和運動規律的學科。其應用前景目前集中在輕核聚變方面,即利用磁約束等離子體進行持續的核聚變反應。
等離子體物理是研究等離子體的形成及其各種性質和運動規律的學科。宇宙間的大部分物質處於等離子體狀態。例如:太陽中心區的溫度超過一千萬度,太陽中的絕大部分物質處於等離子體狀態。地球高空的電離層也處於等離子體狀態
------------------------優普萊等離子體 專業從事等離子體研發。

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