Astronet > Anomal'noe soprotivlenie plazmy

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Anomal'noe soprotivlenie plazmy

Coprotivlenie, svyazannoe s razvitiem razlichnyh tokovyh neustoichivostei i voznikayushee, kogda plotnost' toka v plazme prevyshaet nekotoruyu kriticheskuyu velichinu. Anomal'noe soprotivlenie plazmy svyazano tol'ko s gibridnymi elektron-ionnymi neustoichivostyami i po velichine sushestvenno prevyshaet obychnoe klassicheskoe soprotivlenie za schet parnyh elektron-ionnyh soudarenii. Kriticheskaya plotnost' toka j, pri kotoroi voznikaet anomal'noe soprotivlenie, obychno vyrazhayut cherez porogovoe znachenie dreifovoi skorosti elektronov $v_d={\displaystyle j\over\displaystyle ne}$ (e - zaryad elektrona, n - ih plotnost'). Nalichie dreifovoi skorosti u elektronov oznachaet, chto elektronnoe raspredelenie po skorostyam sdvinuto na velichinu $v_d$ otnositel'no ionnogo, chto i privodit k neustoichivosti. Vsledstvie etoi neustoichivosti elektrony, krome poteri impul'sa pri parnyh stolknoveniyah, teryayut ego i pri izluchenii kolebanii (voln). Eti kolebaniya pogloshayutsya ionami i peredayut im svoi impul's. T. o., tak zhe kak i pri parnyh stolknoveniyah, proishodit peredacha impul'sa ot elektronov k ionam, odnako v dannom sluchae ona imeet kollektivnuyu prirodu, t. k. osushestvlyaetsya posredstvom vozbuzhdaemyh pri neustoichivosti kolebanii i voln. Inogda znachenie dreifovoi skorosti, pri kotoroi voznikayut neustoichivost' i anomal'noe soprotivlenie, chrezvychaino malo. Naprimer, v plazme bez magnitnogo polya minimal'noe znachenie skorosti $v_d$ , pri kotoroi voznikaet ionno-zvukovaya neustoichivost' (sm. Neustoichivosti plazmy), sushestvenno men'she teplovoi skorosti elektronov i fakticheski sovpadaet so skorost'yu ionnogo zvuka v plazme $v_s=\sqrt{{\displaystyle T_e\over\displaystyle M}}$ (T_e - temperatura elektronov, M - massa ionov). Ionno-zvukovaya neustoichivost' predstavlyaet soboi raskachku prodol'nyh elektrostaticheskih kolebanii v plazme s "goryachimi" elektronami i "holodnymi" ionami ( $T_e\gg T_i$ ). Pri priblizhenii $v_d$ k teplovoi skorosti elektronov ionno-zvukovaya neustoichivost' plavno perehodit v neustoichivost' Bunemana.

V plazme, pomeshennoi v magnitnoe pole, vozmozhny tokovye neustoichivosti s ochen' nizkim porogom $v_d$ , znachitel'no men'shim teplovoi skorosti ionov. Eti neustoichivosti voznikayut, kogda tok techet poperek magnitnogo polya (neustoichivost' Drammonda-Rozenblyuta, neustoichivost' nizhnegibridnyh kolebanii).

Osnovnoi problemoi v teorii anomal'nogo soprotivleniya yavlyaetsya ustanovlenie svyazi mezhdu lineinoi teoriei tokovyh neustoichivostei i ih razlichnymi nelineinymi harakteristikami. Naibolee upotrebitel'noi nelineinoi harakteristikoi tokovyh neustoichivostei yavlyaetsya effektivnaya chastota $\nu_{eff}$ rasseyaniya elektronov kolebaniyami pri nelineinom nasyshenii rosta neustoichivosti. Dlya ionno-zvukovoi neustoichivosti, kotoraya igraet central'nuyu rol' v teorii anomal'nogo soprotivleniya, $\nu_{eff}=10^{-2}\omega_{pe}v_dT_e/v_TT_i$ , gde $\omega_{pe}=\sqrt{4\pi ne^2/m}$ - plazmennaya elektronnaya chastota, $v_T$ - teplovaya skorost' elektronov, m - massa elektronov. Velichina anomal'noi provodimosti svyazana s $\nu_{eff}$ obychnoi formuloi elektroprovodnosti plazmy $\sigma_A=ne^2/m\nu_{eff}$ .

Osnovnye trudnosti v teorii anomal'nogo soprotivleniya svyazany s tem, chto vsledstvie kvazilineinoi deformacii funkcii raspredeleniya elektronov i ionov velichiny $v_d$ , $T_e$ , $T_i$ uzhe ne imeyut svoego obychnogo smysla. Pri issledovanii deformacii ionnogo raspredeleniya ves'ma effektivnym okazyvaetsya ispol'zovanie t. n. dvuhtemperaturnogo priblizheniya, t. e. razbieniya ionov na dve gruppy - "holodnye" iony, ne menyayushie svoego raspredeleniya po skorostyam, i "hvost" ionnoi funkcii raspredeleniya, uskoryaemyi za schet vzaimodeistviya s kolebaniyami. Harakternye skorosti takih ionov $v\geq\sqrt{T_e/M}$ , i doli ih v ionnom raspredelenii proporcional'na $\sqrt{m/M}$ . Oni sozdayut stol' effektivnoe zatuhanie ionno-zvukovyh kolebanii, chto pri nebol'shih napryazhennostyah elektricheskogo polya dreifovaya skorost' elektronov ne prevyshaet porogovoi skorosti ionno-zvukovoi neustoichivosti, kotoraya v etih usloviyah sostavlyaet velichinu $v_{kr}=\sqrt{T_e/M\sqrt{m/M}}$ . Takaya situaciya imeet mesto pri nalichii hotya by slabogo magnitnogo polya, perpendikulyarnogo toku, kogda za schet larmorovskogo vrasheniya proishodit peremeshivanie elektronov. Esli zhe magnitnoe pole parallel'no toku ili voobshe otsutstvuet, to peremeshivaniya ne proishodit i poyavlyayutsya "ubegayushie" elektrony, uskoryaemye elektricheskim polem. Tochnoe reshenie zadachi o dinamike raspredeleniya "ubegayushih" elektronov ne polucheno. Naibolee obosnovannym predstavlyaetsya predpolozhenie, soglasno kotoromu uvelichivaetsya so vremenem chislo elektronov, vovlekaemyh v rezhim ubeganiya, ih dreifovaya i teplovaya skorosti pri bol'shih vremenah lineino rastut, a otnoshenie skorostei priblizhaetsya k edinice. Drugaya vozmozhnost' uskoreniya elektronov svyazana s obrazovaniem dvoinyh elektricheskih sloev. Kolichestvennaya teoriya anomal'nogo soprotivleniya baziruetsya, glavnym obrazom, na priblizhennyh ocenkah i tochnyh resheniyah nekotoryh idealizirovannyh zadach.

"Fizicheskaya Enciklopediya"/Phys.Web.Ru
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Publikacii s klyuchevymi slovami: elektricheskii tok - tokovye neustoichivosti - Plazma Publikacii so slovami: elektricheskii tok - tokovye neustoichivosti - Plazma
Sm. takzhe: Odin god na Solnce "Z-mashina" ustanavlivaet neozhidannyi rekord temperatury na Zemle Al'venovskie volny v kollapsiruyushih protozvezdnyh oblakah Ot plazmy solnechnoi korony k plazme na neitronnyh zvezdah Plazmennaya turbulentnost' Plazma Tanec Solnca Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati