Основы физики плазмы

Содержание

Слайд 2

1. Франк –Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы М. Атомиздат 1964

1. Франк –Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы М. Атомиздат

1964 г 2. Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы М. Наука, 1975 3. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М. Наука, 1975г. 4. Бекефи Дж. Радиационные процессы в плазме. М. Мир, 1971 г. 5. Смирнов Б.М. Физика слабоионизированного газа. М. Наука, 1978 г. 6. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда. Госатомиздат 1961г. 7. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Справочник по атомной И молекулярной физике. М. Атомиздат 1978 г.

Литература

Слайд 3

Понятие плазмы Литература

Понятие плазмы

Литература

Слайд 4

В молнии Т ~ 2 х 104 К, n~ 2,5 1019

В молнии Т ~ 2 х 104 К, n~ 2,5 1019

(число электронов или ионов в см3) (плотность воздуха)
Такую плазму называют слабонеидеальной.

Понятие плазмы

Слайд 5

Литература Литература Процессами в околоземной плазме обусловлены магнитные бури и полярные сияния.

Литература

Литература

Процессами в околоземной плазме обусловлены магнитные бури и полярные сияния.

Слайд 6

Литература Понятие плазмы. Плазма в космосе NASA, ISAS, http://www.spacescience.org/ http://sec.gsfc.nasa.gov/

Литература

Понятие плазмы.

Плазма в космосе

NASA, ISAS, http://www.spacescience.org/

http://sec.gsfc.nasa.gov/

Слайд 7

Литература Понятие плазмы. Плазма в космосе NASA, ISAS, http://www.spacescience.org/ http://sec.gsfc.nasa.gov/ В

Литература

Понятие плазмы.

Плазма в космосе

NASA, ISAS, http://www.spacescience.org/

http://sec.gsfc.nasa.gov/

В состоянии плазмы находится

подавляющая часть видимого вещества Вселенной — звёзды, звёздные атмосферы, туманности галактические и межзвёздная среда. Около Земли плазма. существует в космосе в виде солнечного ветра, заполняет магнитосферу Земли (образуя радиационные пояса Земли) и ионосферу.
Слайд 8

Литература This picture shows the inner region of the m100 Galaxy

Литература

This picture shows the inner region of the m100 Galaxy
in

the Virgo Cluster, imaged with the Hubble Space
Telescope Planetary Camera at full resolution.
(Courtesy of NASA)

"Every time you look up at the sky, every one of those points
of light is a reminder that fusion power is extractable from
hydrogen and other light elements, and it is an everyday reality
throughout the Milky Way Galaxy."
--- Carl Sagan, Spitzer Lecture, October 1991

Слайд 9

Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц Понятие плазмы. Плазма (от греч. plasma —

Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц

Понятие плазмы.

Плазма (от греч. plasma — вылепленное,

оформленное), частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.

Термин «плазма» в физике был введён в 1923 американскими учёными И. Ленгмюром и Л. Тонксом, проводившими зондовые измерения параметров низкотемпературной газоразрядной плазмы.

Слайд 10

кристалл жидкость газ плазма термояд. плазма 1 эВ 1 эВ 10

кристалл

жидкость

газ

плазма

термояд.
плазма

1 эВ

1 эВ

10 эВ

10 кэВ

плавление

испарение

ионизация

Кулоновский барьер

Ядерный барьер

10 МэВ

Энергия фазового перехода

Что такое

плазма?

Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц

При достаточно сильном нагревании любое вещество испаряется, превращаясь в газ. Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т. е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, которые затем превращаются в ионы. Ионизация газа, кроме того, может быть вызвана его взаимодействием с электромагнитным излучением (фотоионизация) или бомбардировкой газа заряженными частицами.

Слайд 11

Единица измерения 1 эВ - + U=1В mV2 2 eU= kT

Единица измерения 1 эВ

- +

U=1В

mV2
2

eU=

kT

eU[Дж]

kT[Дж]

[эВ]

T[эВ]

Система единиц-СГС

1эв=1,6*10-19 Дж
1эв~10604,5

0K
1эв= 8065,48 см-1
Слайд 12

Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц Понятие плазмы. *кулоновское взаимодействие *тепловое движение *коллективные

Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц

Понятие плазмы.

*кулоновское взаимодействие
*тепловое движение
*коллективные эффекты (согласованное движение

частиц )

В резком отличии свойств плазмы от свойств нейтральных газов определяющую роль играют два фактора. Во-первых, взаимодействие частиц плазмы между собой характеризуется кулоновскими силами притяжения и отталкивания, убывающими с расстоянием гораздо медленнее (т. е. значительно более «дальнодействующими»), чем силы взаимодействия нейтральных частиц.
По этой причине взаимодействие частиц в плазме. является, строго говоря, не «парным», а «коллективным» — одновременно взаимодействует друг с другом большое число частиц.
Во-вторых, электрические и магнитные поля очень сильно действуют на плазму (в то время как они весьма слабо действуют на нейтральные газы), вызывая появление в плазме объёмных зарядов и токов и обусловливая целый ряд специфических свойств плазмы..

Слайд 13

Понятие плазмы. Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц *кулоновское взаимодействие *тепловое движение *коллективные эффекты (согласованное движение частиц)

Понятие плазмы.

Плазма=квазинейтральный газ заряженных частиц

*кулоновское взаимодействие
*тепловое движение
*коллективные эффекты (согласованное движение

частиц)
Слайд 14

Классическая и вырожденная плазма. Классическая и вырожденная плазма. Определения: Плотность: Температура:

Классическая и вырожденная плазма.

Классическая и вырожденная плазма.

Определения:

Плотность:

Температура:

«Квантовый» масштаб-
длина волны

Де-Бройля

«Плазменный» масштаб-
расстояние между частицами

Классическая плазма:

Слайд 15

Литература Классическая и вырожденная плазма.

Литература

Классическая и вырожденная плазма.

Слайд 16

Литература Идеальная и неидеальная плазма. Идеальная и неидеальная плазма. Плазменные электроны

Литература

Идеальная и неидеальная плазма.

Идеальная и неидеальная плазма.

Плазменные электроны
- например Ферми-газ

Идеальная неидеальная

плазма.
Слайд 17

T – n диаграмма 1 106 1010 1016 1020 1026 n,см-3

T – n диаграмма

1 106 1010 1016 1020 1026

n,см-3

классическая

вырожденная

1

100

0.01

104

идеальная

идеальная

неидеальная

неидеальная

Те, эВ

Слайд 18

1 106 1010 1016 1020 1026 n,см-3 классическая вырожденная 1 100


1 106 1010 1016 1020 1026
n,см-3

классическая

вырожденная

1

100

0.01

104

идеальная

идеальная

неидеальная

неидеальная

Те, эВ

высокотемпературная

низкотемпературная

-

T-n диаграмма

Слайд 19

T – n диаграмма T, 1 106 1010 1016 1020 1026

T – n диаграмма T,

1 106 1010 1016 1020

1026
n,см-3

классическая

вырожденная

1

100

0.01

104

идеальная

Те, эВ

неидеальная

идеальная

неидеальная

Слайд 20

T, n параметры различных плазм Литература

T, n параметры различных плазм

Литература

Слайд 21

Критерии плазменного состояния: Наличие свободных заряженных частиц. Квазинейтральность. Характерный размер плазменного

Критерии плазменного состояния:
Наличие свободных заряженных частиц.
Квазинейтральность.
Характерный размер плазменного объема
больше

характерного размера на котором
возможно разделение зарядов.

Плазма-квазинейтральна

На каком масштабе
сохраняется
квазинейнтральность
плазмы?

Е=0

α=ne/no>0

ne≈ ni

Lpl >lδq

Слайд 22

Литература Дебаевская экранировка На каком масштабе сохраняется квазинейтральность плазмы? Е l Дебаевский радиус

Литература

Дебаевская экранировка

На каком масштабе сохраняется квазинейтральность плазмы?

Е

l

Дебаевский
радиус

Слайд 23

Литература Плазменные колебания Дебаевский радиус есть пространственный масштаб , на котором

Литература

Плазменные колебания

Дебаевский радиус есть пространственный масштаб ,
на котором происходит разделение

зарядов

Временной масштаб:

l

Е

сила

За это время прилетят электроны
и сравняют флуктуацию

Слайд 24

Литература Плазменные колебания Макроскопическое отклонение от квазинейтральности ведет к появлению электрического

Литература

Плазменные колебания

Макроскопическое отклонение от квазинейтральности
ведет к появлению электрического поля.

Для плоского

слоя плазмы:

-смещение электронов

Плазменная частота

Ленгмюровские колебания

Слайд 25

Литература Уравнение Пуассона Дебаевская экранировка Дебаевская экранировка

Литература

Уравнение
Пуассона

Дебаевская экранировка

Дебаевская экранировка

Слайд 26

Дебаевская экранировка Дебаевский (красная линия) и кулоновский (зеленая линия) потенциал. 0

Дебаевская экранировка

Дебаевский (красная линия) и кулоновский (зеленая линия) потенциал.

0

1

2

3

1

2

3

Слайд 27

Следствие дебаевской экранировки Электростатическое поле проникает в плазму не глубже rD

Следствие дебаевской экранировки

Электростатическое поле проникает в плазму не глубже rD

Электрическое поле

отдельной частицы в плазме «экранируется» частицами противоположного знака, т. е. практически исчезает, на расстояниях порядка rD от частицы. Величина rD определяет и глубину проникновения внешнего электростатического поля в плазму (экранировка этого поля также вызывается появлением в плазме компенсирующих полей пространственных зарядов). Квазинейтральность может нарушаться вблизи поверхности плазмы, где более быстрые электроны вылетают по инерции за счёт теплового движения на длину ~ rD.
Слайд 28

Литература Дебаевская экранировка Электроны, вылетая по инерции из плазмы, нарушают квазинейтральность

Литература

Дебаевская экранировка

Электроны, вылетая по инерции из плазмы, нарушают квазинейтральность на

длине порядка дебаевского радиуса экранирования rD и повышают потенциал плазмы (ni, и ne — соответственно, плотности ионов и электронов).
Слайд 29

Рис.1. Схема формирования атомарного пучка большой энергии. 1-плазменный эмиттер, 2-ионно-оптическая система,

Рис.1. Схема формирования атомарного пучка большой энергии.
1-плазменный эмиттер, 2-ионно-оптическая система, 3-пучок

протонов,
4-газовая мишень, 5-магнит сепаратор, 6-атомарный пучок.

плазма

ионы

+

+

_

_

Дебаевская экранировка

rD

Слайд 30

Литература Дебаевская экранировка Число частиц в дебаевской сфере:

Литература

Дебаевская экранировка

Число частиц в дебаевской сфере:

Слайд 31

Литература Параметр неидеальности

Литература

Параметр неидеальности

Слайд 32

Параметр неидеальности

Параметр неидеальности


- Предыдущая
Астрономические единицы расстояний.
Следующая -
Как получить плазму

Похожие презентации

Заболеваемость, инвалидность населения. Общие положения регистрации
Рационализм политических взглядов Н. Макиавелли
Добротность открытых оптических резонаторов
Основные категории специальной психологии и коррекционной педагогики. Их краткая характеристика. Выполнила: Селякина Марина Але
Россия в современном мире
Методология системного анализа. Понятие системы
Көше мәдениетін сақтауды ұйымдастыру
Определение поставщиков (подрядчиков, исполнителей). Открытый конкурс
Место биофизики в естествознании
Интеллектуальная разминка по теме: «Формы государства в зарубежных странах»
Международные валютные рынки и риски
Добрые слова - презентация для начальной школы_
Комплекс испытательных средств для исследования ползучести и состава газообразных продуктов деления
Режим нераспространения ядерного оружия
Квазистационарные токи
Организация и руководство сюжетно ролевой игрой в ДОУ
Природные явления и погода-2 - презентация для начальной школы_
Мировая художественная культура
Презентация шум Влияние на организм человека
Производственно-коммерческая компания ООО «Техмашкомплект» г. Ульяновск
Права и свободы человека
Международное сотрудничество в сфере противодействия коррупции (Тема 9)
ТОРГОВО-ПОСРЕДНИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ВО ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Понятие проекта. Признаки проекта, как вида деятельности
Презентация1
Тепличное хозяйство
Заглавная буква в именах, фамилиях, отчествах людей - презентация для начальной школы_
Электропривод. Проектирование электроприводов
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть