Файл: Эккер, Г. Теория полностью ионизированной плазмы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 188

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА ............................................

5

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА К

РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

7

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА К

АНГЛИЙСКОМУ ИЗДАНИЮ . . . .

9

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ........................

................................................ .

И

МОДЕЛЬ ПОЛНОСТЬЮ ИОНИЗОВАННОЙ ПЛАЗМЫ И КУЛОНОВ­

19

 

СКАЯ СИСТЕМ А ..................................................................................

 

Часть I. Полностью ионизованная система в квази-

 

статическом электромагнитном поле. Кулоновская

 

 

 

 

система

 

Глава 1. Равновесные состояния кулоновской системы . .

23

§

1.

Исходные положения .........................................................

23

 

 

1.1. Теорема Л иувилля ....................................................

24

§

2.

1.2. Статистические а н са м б л и .......................................

26

Макроскопические с в о й с т в а ............................................

28

2.1.Соотношения между термодинамическими потен­ циалами- и статистической суммой для канони­

ческого ансамбля .....................................................

28

2.2.Соотношения между термодинамическими потен­ циалами и статистической суммой для макро-

 

канонического

ансамбля

кулоновской...................................

системы

30

§ 3. Статистическая

сумма для

32

3.1.

Постановка

задачи ................................................

 

 

32

3.2. Элементы метода групповых разложений . .

37

3.3.

Неприводимые

группы

........................................

 

43

3.4.

Прототипы

групповых р а зл о ж ен и й ..................

 

46

3.5.

Разложение

по

большим

группам ..................

 

58

§ 4. Микроскопические свойства кулоновской системы

63

4.1. Распределение частиц в фазовом пространстве

64

4.2.

Цепочки уравнений ................................................

 

 

66

4.3. Физическая интерпретация цепочек уравнений

69

4.4.

Приближенное решение цепочки уравнений для

73

4.5.

молекулярных

функций распределения . . .

Одночастичное

приближение ...............................

. . . .

73

4.6.

Уравнение

Больцмана — Пуассона

75


430

Оглавление

 

4.7. Приближение

парных корреляций ..................

82

4.8. Решение обобщенного уравнения Больцмана —

93

Пуассона ......................................................................

 

4.9. Уравнение Борна — Грина ............................

96

 

 

4.10.

Функции

распределения

для

характеристик

100

 

 

 

 

системы,

зависящих

от

фазовых

переменных

§

5.

4. И . Распределение микрополей ............................

 

 

101

Флуктуационно-диссипационная теорема . . . .

111

 

 

5.1.

 

Вывод теоремы для

общего с л у ч а я

..... 111

 

 

 

5.2.

 

Флуктуационно-диссипационная теорема для

116

 

 

 

 

кулоновской системы

............................................

 

 

117

Л и тер атур а ..........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2.

Неравновесные

состояния

кулоновской

системы .

 

 

Общее описание

 

...........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

120

§ 1. Точные уравнения для плотности распределения одно­

120

 

компонентной

системы .........................................................

 

 

 

 

 

§

2.

1.1. Уравнения

Климонтовича

...................................

 

 

120

Распределения,

усредненные поансамблю Гиббса

124

 

 

2.1. Вывод цепочки уравнений Боголюбова — Бор­

 

 

 

 

на — Грина — Кирквуда — Ивона (ББГКИ) из

124

 

 

 

 

уравнений

Климонтовича

...................................

 

 

Л и тер а т у р а ........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

131

Глава 3. Неравновесные состояния кулоновской системы.

 

 

 

Приближенное описание в отсутствие корреляций

132

 

 

между частицами..................................................................

 

 

 

 

 

 

§

1.

Приближение

Власова

.....................................................

 

 

 

.

132

 

 

1.1.

 

Уравнение

Власова

.......................................

 

 

 

132

 

 

1.2.

 

Общие

свойства

.....................................................

 

 

 

 

135

§

 

1.3. Линейное

 

приближение

........................................

 

 

 

138

2. Решения линейного уравнения Власова

..................

138

 

 

2.1. Метод

собственных

р еш ен и й ...............................

 

заданным

138

 

 

2.2.

Моноэнергетические

пучки

частиц с

142

 

 

2.3.

 

направлением

скорости

........................................

 

 

 

 

 

 

Сферическое распределение моноэнергетических

146

 

 

 

 

частиц

по

скоростям

............................................

 

 

 

 

 

2.4. Распределения в виде пакетов ...........................

 

 

148

 

 

2.5.

 

Кусочно-гладкие распределения с провалами

150

 

 

2.6.

Произвольные

распределения. Критерий Пен-

153

§

3.

 

 

р о у з а

...............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразование Фурье по врем ен и ...............................

 

 

159

 

 

3.1.

 

Воздействие внешних возмущ ений......................

 

160

§

4.

3.2.

 

Начальная

з а д а ч а

.....................................................

 

 

 

 

164

Решение уравнения Власова методом Ландау . . .

166

 

 

4.1.

 

Решение

Л а н д а у .........................................................

интерпретация

затухания

166

 

 

4.2.

Общая

физическая

180

§

5.

 

 

Ландау

 

 

......................................................................

Власова

методомВан

Кампена

Решение уравнения

183


 

Оглавление

431

5.1.

Присоединенное уравнение В л а с о в а ..................

185

5.2.

Полнота набора мод Ван К а м п е н а ......................

187

5.3.

Решение начальной задачи методом разложения

 

 

по собственным функциям. Сравнение с реше­

190

 

нием Ландау .............................................................

Л и тература....................................................................................

 

 

 

 

192

Глава

4. Неравновесные

состояния кулоновской системы

194

 

с учетом корреляций между ч а ст и ц ам и ..................

§ 1. Вывод кинетических уравнений из цепочки уравнений

194

 

ББГКИ

 

положения..................................................................

 

 

1.1.

Основные

 

194

 

1.2.

Уравнение

Б ольцм ана............................................

 

204

 

1.3.

Уравнение

 

Ландау — Фоккера — Планка . .

212

§

1.4.

Уравнение

Боголюбова — Ленарда — Балеску

223

2.

Макроскопические уравнения .............................

235

 

2.1.

Уравнения моментов, получаемые из уравнения

235

 

2.2.

Больцмана;

метод Т р э д а .......................................

 

 

Вывод уравнений переноса из уравнений Больц­

250

 

2.3.

мана;

метод

Чепмена — Э нскога......................

 

Вывод уравнений моментов

из уравнения Бат-

262

§

3.

нагара — Гросса — Крука

(Б Г К ) ......................

Обзор систематических м е т о д о в ............................

265

 

3.1.

Теория

Б огол ю бов а ................................................

 

265

 

3.2.

Распространение теории Боголюбова на плазму

274

 

3.3. Многовремепной формализм

...............................

284

Л и тер атур а ........................................................................................

 

 

 

 

289

Часть

II. Полностью

ионизованная

система

при

наличии

произвольного

электромагнитного

поля

 

Глава 5.

И з л у ч е н и е о т д е л ь н о й

 

 

29 5

§ 1 .

О б щ и е у р а в н е н и я

э л е к т р о м а г н и т н о г о

н о л я . . . .

295

 

1 .1 .

О сн о в н ы е

у р а в н е н и я э л е к т р о д и н а м и к и . . .

295

 

1 .2 . Э л е к т р о д и н а м и ч е с к и е п о т е н ц и а л ы .......................

 

2 9 8

 

1 .3 . С л у ч а й п р о и з в о л ь н о г о э л е к т р о м а г н и т н о г о п о л я

3 0 3

 

1 .4 . П о т е н ц и а л ы Л и е н а р а — В и х е р т а .............................

 

30 5

§ 2 . О б щ и е с о о т н о ш е н и я д л я н о л е й и з л у ч е н и я ..............

 

3 0 7

 

2 .1 . М у л ь т и п о л ь н о о р а з л о ж е н и е п о л я с п о м о щ ь ю

 

 

 

в е к т о р а

Г е р ц а

. .....................................................................

30 7

 

2 .2 . Э л ек т р о м а г н и т н о е п о л е о д и н о ч н о г о з а р я д а

3 1 3

 

2 .3 . У г л о в о е и ч а с т о т н о е р а с п р е д е л е н и е э н е р г и и ,

 

 

 

и з л у ч а е м о й о д и н о ч н ы м з а р я д о м ..........................

 

315

§ 3 . Т о р м о з н о е и з л у ч е н и е ..................................................................

 

 

3 1 9

 

3 .1 .

К л а с с и ч е с к о е

о п и с а н и е ................................................

 

 

319

 

3 .2 . Н е к о т о р ы е р е зу л ь т а т ы к в а н т о в о м е х а н и ч е с к о г о

 

 

 

р а с с м о т р е н и я

 

 

 

3 2 5

§ 4 . Ц и к л о т р о н н о е и з л у ч е ............................................................н и е

 

 

3 3 0

Л и т е р а т у р а ..........................................................................................................

 

 

 

 

33 9


432

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

 

 

 

Глава 6.

Взаимодействие электромагнитных полей с системой

340

 

 

 

многих ч а с т и ц ......................................................................

 

 

 

 

§

1.

 

Основные уравнения .........................................................

 

 

 

 

340

§

2.

 

Решение при наличии лишь многочастичных коллек­

345

 

тивных корреляций ..............................................................

 

 

линейное

приближе­

 

 

 

2.1.

Основные уравнения и их

345

 

 

 

2.2.

ние ...................................................................................

проводимости

и

тензор

диэлектри­

 

 

 

Тензор

347

 

 

 

2.3.

ческой

проницаем ости

............................................

 

 

 

 

 

Дисперсионное соотношение ...............................

 

349

§

3.

2.4. Электромагнитные неустойчивости

..................

358

Решения с учетом электрон-ионных корреляций

361

 

 

 

3.1. Модель

Даусона — Обермана ...........................

 

363

 

 

 

3.2. Описание

процессов

с

помощью

уравнения

377

§ 4.

 

 

Фоккера — П л ан к а .....................................................

 

 

 

 

Учет коллективных эффектов движения частиц и про­

 

 

цессов излучения в одночастичном приближении. Рас­

384

 

сеяние с в е т а

...............................................................................

 

плазмы, обусловленное отдельными

 

 

 

4.1.

Излучение

 

385

 

 

 

4.2.

электронами . . ..........................................................

 

 

 

Рассеяние в отсутствие к ор р ел я ц и й ..................

394

 

 

 

4.3. Рассеяние

при наличии

корреляций, обуслов­

396

 

 

 

4.4.

ленных

коллективными

эффектами

..................

 

 

 

Применение

флуктуационно-диссипационной

404

§ 5.

 

 

т ео р ем ы ...........................................................................

 

 

 

 

 

 

Процессы переноса и зл у ч е н и я

........................................

 

404

 

 

 

5.1. Уравнение

 

переноса

и злучения..........................

 

404

 

 

 

5.2.

Замечания по поводу граничных условий . . .

408

Литература ....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

412

Приложение.

Характерные параметры п л а з м ы ......................

 

414

Предметный указатель..........................................................................

 

 

 

 

 

 

424

 

 

 

 

 

 

 

Г. Эккер

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРИЯ ПОЛНОСТЬЮ ИОНИЗОВАННОЙ ПЛАЗМЫ

 

 

 

 

 

 

Редактор А. Н. Куксенко

 

 

Художник В. И. Шаповалов

Художественный редактор Е. Н. Самойлов

 

Технический редактор Л. П. Бирюкова

Корректор

Е.Г.Литвак

 

Сдано в набор 23/XI 1973 г. Подписано к печати 29/IV 1974 г. Бумагам 1 84x1081/32=6,75 бум. л. 22,68 уел. печ. л. Уч.-изд. л. 21,24. Изд. № 2/6983

Цена 2 р. 28 к. Зак. 01291

ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР» Москва, 1-й Рижский пер., 2

Ордена Трудового Красного знамени Московская типография М 7 «Искра революции» Союзполиграфпрома при Государственном комитете

Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

Москва, К-1, Трехпрудный пер., 9