等离子体物理学基本概念PPT课件

　　2、德拜长度是等离子体系统的基本长度单位，可以 粗略的认为，等离子体由很多德拜球组成。

　　在德拜球内，粒子之间清晰地感受到彼此的存在，存 在着以库仑碰撞为特征的两体相互作用；在德拜长度 外，由于其它粒子的干扰和屏蔽，直接的粒子两体之 间相互作用消失，带之而来的由许多粒子共同参与的 集体相互作用。

　　在等离子体中，带电粒子之间的长程库仑相互作用， 可以分解成两个不同的部分，其一是德拜长度以内的 以两体为主的相互作用，其二是德拜长度以外的集体 相互作用，等离子体作为新的物态的最重要的原因来 源于等离子体的集体相互作用性质。

　　求得德拜半径解析解的办法：泰勒展开，只保留一阶小量 不考虑接近于电极处电势较大的区域，在稍远处电势满足

　　分别定义等离子体、电子和离子的德拜长度 lD , lDe , lDi ，则

　　消除流行的错误的温度概念: 荧光灯管内的电子温度为20,000K 日冕气体温度高达百万度,却烧不开一杯水

　　等离子体：对任何在等离子体中建立电场的企图都会 受到等离子体(中“自由”带电粒子)的阻止，这就是 等离子体的德拜屏蔽效应.

　　3、等离子体响应时间： 静态等离子体的德拜长度，主要取决于低温成分的德 拜长度。在较快的过程中，离子不能响应其变化，在 鞘层内不能随时达到热平衡的玻尔兹曼分布，只起到 常数本底作用，此时等离子体的德拜长度只由电子成 份决定。

　　1. 捕获与约束 逃逸与屏蔽 (反抗约束) 由自由能与捕获能平衡决定! 德拜长度: 1、随数密度增加而减小，即更 小范围内便可获得足够多的屏蔽用的粒子

　　2、随温度升高而增大：温度代表粒子 自由能，零温度则屏蔽电子缩为薄壳 12

　　德拜屏蔽是两个过程竞争的结果: 约束与逃逸 (反抗约束) 屏蔽与准中性 由自由能与相互作用能平衡决定!

　　将带电粒子的电势局限在德拜球范围内。 德拜球以内，准中性条件不满足、等离子体概念不成立； 只有在大于德拜半径的尺度上，准中性条件才满足，即德拜 半径是等离子体偏离电中性的最大尺度等离子体

　　该分布的意义： (1) 远离q处的数密度等于未扰数值 (2) 电势为正时，电子数密度增加，即电子将被捕获，离子被排空

　　上讲小结： 1.2 Saha方程 1.3 发展简史、受控核聚变与空间物理学简谈等

　　本节简介： 1.4 等离子体物理学基本概念： 基本参量、德拜屏蔽与等离子体振荡