Читать онлайн «Коллективные явления в плазме»

СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ Серия выпускается под общим руководством РЕДАКЦИОННОГО СОВЕТА МОСКОВСКОГО ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА Б. Б. КАДОМЦЕВ КОЛЛЕКТИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПЛАЗМЕ i ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА 1976 530. 1 К 13 УДК 530. 1 Коллективные явления в плазме. Б. Б. К а- д о м ц е в. Монография. Главная редакция физико- математической литературы нзд-ва «Наука», 1976 г. Монография является первой книгой из этой серии, выпускаемой Главной редакцией физико- математической литературы изд-ва «Наука». Она написана одним из ведущих специалистов в дайной области и включает рассмотрение актуальных проблем физики плазмы. Книга представляет собой введение в теорию коллективных явлений в плазме, в ней дается общее представление как о регулярных нелинейных явлениях (таких, как нелинейные слабодисперги- рующие волны, эхо в плазме, нелинейное затухание Ландау, параметрические эффекты и т. п. ), так и о турбулентности плазмы, т. е. о нерегулярных шумах, развивающихся из-за неустойчивостеи. Изложение материала проводится, по возможности, в наиболее доступной форме. „ 20402-054 К 053(02)-76 '3075 © Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1976 ОГЛАВЛЕНИЕ л ПРЕДИСЛОВИЕ 7 Глава 1 ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПЛАЗМЫ о § 1. Плазма как состояние вещества § 2. Магнитная гидродинамика 11 § 3. Равновесие плазмы 14 § 4. Двухжндкостиая магнитная гидродинамика 25 § 5. Диффузия плазмы ... . ... 35 Глава 2 ЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ § 1. Альвеновскне и магнитозвуковые волны ... . . ... 41 § 2. Дисперсия волн в двухжндкостной гидродинамике 51 § 3. Линейные волны в диспергирующих средах 59 § 4. Электромагнитные волны в плазме 68 § 5. Энергия и импульс волн 81 § 6. Волны в неоднородных средах 92 Глава 3 , НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ § 1. Простые волны 98 § 2. Нелинейные волны в слабодиспергирующих средах 106 § 3. Самофокусировка и самосжатие волновых пакетов 127 § 4. Взаимодействие волн 135 Глава 4 ВОЛНЫ И ЧАСТИЦЫ В ПЛАЗМЕ § 1. Нелинейное затухание Ландау . . 150 § 2. Эхо в плазме 159 § 3. Рассеяние воли иа частицах 168 6 ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 5 ТУРБУЛЕНТНОСТЬ ПЛАЗМЫ § 1. Неустойчивость плазмы . . ... 170 § 2. Квазилинейное приближение 198 § 3. Слабая турбулентность ... ... 205 § 4. Ионно-звуковая турбулентность 210 § 5. Ленгмюровская турбулентность ... . . . 214 § 6. МГД-турбулентность 221 § 7. Эволюция бесстолкновительных систем . . . , . . . . 227 Литература 231 ПРЕДИСЛОВИЕ Термин «коллективные явления в плазме» появился довольно давно. На первых порах он еще не вполне приобрел свое конкретное содержание, а всего лишь отражал то смутное ощущение, что в системе заряженных частиц с дальнодеиствующими кулоновскими силами наряду с парными столкновениями должно существовать взаимодействие между частицами, имеющее некую особую коллективную природу. И лишь исследование реальной плазмы, с ее многочисленными неустойчивостями, самопроизвольно развивающимися шумами и колебаниями, сложными нелинейными процессами, постепенно вырисовывало круг тех явлений, которые стало принято называть коллективными.