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等離子體物理書本介紹

《等離子體物理》比較系統地介紹了等離子體物理的基本概念、基本原理和描述問題及處理問題的方法。書中著重突出物理概念和物理原理，也有必要的數學描述和推導。全書共7章，內容包括：聚變能利用和研究進展、等離子體基本性質及相關概念、單粒子軌道理論、磁流體力學、等離子體波、庫侖碰撞與輸運過程和動理學方程簡介。這些內容都是從事核聚變和等離子體物理及相關學科研究人員所必需的，也是進一步學習核聚變與等離子體物理及相關學科專業課程的重要基礎。為教學使用和學生學習方便，《等離子體物理》編有附錄和習題，供查閱選用。

《等離子體物理》適合于核聚變、等離子體物理、空間物理以及基礎和應用等離子體物理方向的高年級本科生、研究生和研究人員使用。

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等離子體物理習題目錄

第1章聚變能利用和研究進展

1.1 聚變反應和聚變能

1.聚變反應的發現

2.聚變的燃料資源豐富

3.聚變反應是巨大太陽能的來源

1.2 聚變能利用原理

1.聚變能利用的困難

2.受控熱核反應條件——勞森判據與點火條件

1.3 實現受控熱核反應的途徑

1.磁約束——利用磁場約束等離子體

2.慣性約束——激光核聚變

1.4 磁約束原理及其發展歷史

1.磁鏡裝置

2.環形磁場裝置

3.托卡馬克裝置進展

1.5 慣性約束——激光核聚變

1.激光核聚變發展歷史

2.激光核聚變基本原理

3.激光核聚變勞森判據

4.慣性約束激光核聚變的研究進展

1.6 國際熱核試驗堆（ITER）計劃

1.ITER計劃形成的歷史過程

2.ITER計劃目標和主要設計參數

第2章等離子體基本性質及相關概念

2.1 等離子體與等離子體物理學

1.等離子體

2.等離子體物理學

2.2 等離子體的基本性質

1.電荷屏蔽現象與等離子體準電中性

2.等離子體振蕩與等離子體振蕩頻率

3.等離子體的碰撞

4.等離子體的定義

5.等離子體輻射

2.3 等離子體參量與分類

1.等離子體參量

2.等離子體分類

2.4 等離子體的描述方法

1.單粒子軌道描述法

2.磁流體描述法

3.統計描述法

4.粒子模擬法

第3章單粒子軌道理論

3.1 帶電粒子在均勻恒定磁場中的運動

3.2電場引起的漂移

1.電場引起的漂移

2.其他外力引起的漂移

3.3 帶電粒子在緩慢變化的電場中的運動

3.4 帶電粒子在不均勻磁場中的漂移

1.梯度漂移

2.曲率漂移

3.5 浸漸不變量及其應用

1.磁矩不變性與磁鏡約束原理

2.磁鏡約束原理

3.縱向不變量J與費米加速

4.地球輻射帶與磁通不變量

3.6 帶電粒子在環形磁場中的運動

1.帶電粒子在簡單環形磁場中的漂移

2.磁場的旋轉變換

3.托卡馬克裝置磁場位形和約束原理

第4章磁流體力學

4.1 速度矩及矩方程

1.速度矩

2.速度矩方程

4.2 等離子體的雙流體力學方程

1.連續性方程

2.運動方程

3.能量方程

4.等離子體雙流體力學方程組

4.3 磁（單）流體力學方程

1.磁流體力學方程

2.理想磁流體力學方程

3.磁流體描述的適用條件

4.4 磁壓強與磁應力

4.5 磁場的凍結與擴散

1.磁場的凍結

2.磁場的擴散

3.橫越磁場擴散與博姆擴散

4.6 磁流體平衡與箍縮效應

1.磁流體平衡

2.箍縮效應

4.7 廣義歐姆定律與等離子體電導率

1.廣義歐姆定律

2.等離子體電導率

第5章等離子體波

5.1 波的描述和若干基本概念

1.簡諧波的描述

2.波的相速度和群速度

3.色散關系

4.波的偏振

5.2 電子靜電振蕩與電子靜電波

1.電子靜電振蕩

2.電子靜電波

3.離子聲波與離子靜電波

5.3 垂直于磁場的靜電波

1.高混雜靜電振蕩與高混雜波

2.低混雜靜電振蕩與低混雜波

5.4 電磁波在等離子體中的傳播

5.5 垂直于磁場的高頻電磁波

1.尋常波

2.非尋常波

5.6 平行于磁場的高頻電磁波

5.7 磁流體力學波

1.磁聲波

2.阿爾文波

3.有限電導率時阿爾文波的衰減

5.8 波與粒子相互作用，朗道阻尼與朗道增長

第6章庫侖碰撞與輸運過程

6.1 等離子體的輸運方程組

6.2 庫侖碰撞

1.二體碰撞化為單體問題

2.庫侖碰撞偏轉角

3.碰撞微分截面

6.3 平均動量變化率與平均能量變化率

1.二體碰撞近似

2.二體碰撞的動量傳遞和動能傳遞

3.平均動量變化率和平均動能變化率

4.電子一離子碰撞時間與碰撞頻率

5.等離子體中小角度散射(遠碰撞)起主要作用

6.4 等離子體動量弛豫時間與碰撞頻率

1.平均動量變化率與平均能量變化率的計算

2.動量弛豫時間與碰撞頻率

6.5 高能帶電粒子束的慢化與等離子體加熱

6.6 等離子體的能量弛豫與溫度平衡時間

6.7 等離子體電導率和電子逃逸

1.無磁場時電導率

2.有磁場時電導率

3.電子逃逸

4.電子摩擦阻力及電導率的修正

6.8 橫越磁場的擴散

1.無規行走方法討論粒子擴散

2.輸運方程研究粒子擴散

3.同類粒子碰撞不會引起橫越磁場擴散

4.雙極擴散

6.9 環形磁場的新經典擴散

第7章動理學方程簡介

7.1 動理學方程

7.2 BGK方程(或Krook碰撞項)

1.粒子流和擴散系數

2.電流及其粒子流遷移率

3.黏性張量和黏性系數

4.熱流矢量和熱傳導系數

7.3 玻爾茲曼方程

7.4 朗道方程

7.5 福克一普朗克方程

7.6 羅生布魯斯勢碰撞項

7.7 弗拉索夫方程

附錄

習題

主要參考

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