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前言页1

序言3

第一章 等离子体物理学导论3

第一部分 等离子体概念和术语4

1.1 平衡和亚平衡4

1.2 德拜长度4

1.3 等离子体参数5

1.4 分布函数5

1.5 温度和分布函数的矩6

1.6 磁压强6

1.7 粒子轨道7

1.8 等离子体频率8

1.9 等离子体中的波8

1.10 朗道阻尼10

1.11 等离子体的稳定性和受控热核聚变10

1.12 激波和孤立波12

1.13 磁撞13

1.14 扩散和博姆扩散14

1.15 等离子体辐射16

第二部分 等离子体的产生18

1.16 低气压冷阴极放电18

1.17 热离子电弧放电19

1.18 等离子体喷枪20

1.19 碱金属蒸气等离子体--Q装置21

1.20 射频产生等离子体22

1.21 稠密等离子体聚焦24

1.22 太阳等离子体25

1.23 激光产生等离子体26

第三部分 等离子体性质的测量26

1.24 等离子体电流和电压的测量27

1.25 等离子体探针29

1.26 诊断等离子体性质的其它方法31

参考文献33

第二章 等离子体的平衡态热力学和统计力学35

2.1 等离子体参数36

2.2 吉布斯分布和相关函数36

2.3 平衡态等离子体中的双粒子相关38

2.4 等离子体自由能41

2.5 等离子体的状态方程42

2.6 等离子体的流体模型43

2.7 理想等离子体43

2.8 等离子体中试验粒子的电势44

2.9 等离子体流体模型的其它例子46

2.10 等离子体的库仑能量48

参考文献50

2.11 讨论50

第三章 等离子体的宏观性质51

3.1 分布函数和刘维方程51

3.2 等离子体的宏观变量54

3.3 等离子体宏观方程；流体方程55

3.4 等离子体的双流体理论58

3.5 等离子体的单流体理论：磁流体力学59

3.6 在单流体理论中常用的近似61

3.7 简化的单流体方程和MHD方程63

3.8 利用单流体模型和MHD模型描述的等离子体的性质65

3.9 用单流体方程和等离子体的MHD理论描述的等离子体的动力学性质70

3.10 双绝热理论79

3.11 动力收缩83

参考文献86

第四章 流体等离子体中的波87

4.1 无外场(Eo=Bo=O)流体等离子的介电常数87

4.2 等离子体振荡89

4.3 一维漂移等离子体中的等离子体振荡91

4.4 温等离子体中的空间电荷波96

4.5 冷等离子体中的平面波98

4.6 测量等离子体性质的微波透射法101

4.7 等离子体柱的共振103

4.8 有界等离子体中的空间电荷波110

4.10 在磁化冷等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中平行于磁场传播的波118

4.11 在磁化冷等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中垂直于磁场传播的波126

4.12 典型等离子体中波的频率128

4.13 有限磁场中的有界冷等离子体的空间电荷波129

4.14 非均匀等离子体中的低频漂移波132

参考文献137

第五章 流体等离子体的稳定性138

第一部分 等离子体的稳定性问题138

5.1 平衡问题139

5.2 等离子体不稳定性分类140

5.3 分析稳定性的方法141

5.4 稳定性区域141

5.5 空间电荷波的双束流不稳定性142

第二部分 无约束等离子体稳定性的宏观流体方程142

5.6 阿尔文波的水龙管不稳定性145

第三部分 磁约束等离子体稳定性的宏观流体方程146

5.7 重力作用下磁约束流体等离子体的稳定性146

5.8 磁约束流体等离子体稳定性的热力学理论；互换不稳定性148

5.9 磁约束等离子体的流体动力学稳定性的宏观方程152

5.10 重力作用下磁约束流体等离子体的稳定性：简正模分析156

5.11 能量原理159

5.12 等离子体-磁场交界面为一平面的系统的稳定性：能量原理分析163

5.13 自约束等离子体(只有B8)的稳定性： 能量原理分析165

5.14 磁力线 “打结”的稳定作用166

5.15 开端等离子体约束实验169

5.16 封闭等离子体的约束实验173

5.17 等离子体的其它约束实验176

参考文献176

第六章 等离子体中的输运现象179

6.1 两体库仑磁撞180

6.2 带电粒子受多次库仑碰撞的偏转181

6.3 完全电离等离子体中的福克-普朗克输运理论184

6.4 完全电离等离子体中的弛豫时间188

6.5 完全电离等离子体的输运性质191

6.6 弱电离等离子体的玻耳兹曼输运方程和洛伦兹模型194

6.7 修正的玻耳兹曼方程197

6.8 弱电离等离子体中的输运系数198

6.9 双极扩散201

6.10 均匀稳恒磁场中的弱电离等离子体的输运性质205

6.11 弱电离等离子体横越磁场的双极扩散209

6.12 MHD 发电机211

参考文献216

第七章 等离子体的动力学方程217

7.1 多体系统的微观方程217

7.2 多体系统的统计方程218

7.3 库仑等离子体的统计方程221

7.4 统计方程链的封闭222

7.5 零级动力学方程--伏拉索夫方程223

7.6 一级动力学方程224

7.7 伏拉索夫方程的性质224

7.8 精确到g级的动力学方程的性质229

参考文献229

第八章 等离子体波的伏拉索夫理论231

8.2 线性化的伏拉索夫方程231

8.3 对于无外场等离子体平衡的静电扰动，线性化伏拉索夫方程的解233

8.4 φh(t)的时间渐近解236

8.5 等离子体中静电波的简单推导239

8.6 朗缪尔波、离子声波和朗道阻尼的伏拉索失理论(Eo=Bo=O)241

8.7 等离子体波的扰动分布函数246

8.8 在一般等离子体平衡态的情况下波的色散关系248

8.9 无外场等离子体平衡态［Eo=Bo=O, fo=fo(v2)］中小振幅波(静电波和电磁波)的伏拉索夫理论250

8.10 均匀磁化等离子体［Bo=Boz?, Eo=O, fao=fao(V2⊥，vII)］中小振幅波的伏拉索夫理论253

8.11 磁化冷等离子体中波的伏拉索夫理论256

8.12 磁化热等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中垂直于平衡磁场传播的波--电磁波和伯恩斯坦模257

8.13 磁化热等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中平行于平衡磁场传播的波--静电波和电磁波260

8.14 磁化热等离子体(Eo=O, Bo=Boz?)中与平衡磁场成任意角传播的电磁波263

8.15 非均匀磁化热等离子体［Eo=O, Bo=Bo(x)z?, no=no(x)］中的波263

8.16 非均匀磁化等离子体中的低频静电波270

8.17 非线性的静电波(BGK波)273

8.18 流体波与伏拉索夫波的比较276

8.19 类波伏拉索夫态的总结278

参考文献279

第九章 等离子体稳定性的伏拉索夫理论280

9.1 引言280

8.1 伏拉索夫方程281

9.2 单调下降分布函数的稳定性：牛可柏-伽德勒定理282

9.3 多峰分布的稳定性-双流不稳定性284

9.4 温等离子体中多峰分布的稳定性--尾峰不稳定性289

9.5 双流不稳定性的机理292

9.6 尼奎斯特(Nyquist)方法和稳定性的彭洛斯(Penrose)判据293

9.7 离子声不稳定性300

9.8 双流不稳定性理论的应用302

9.9 各向异性等离子体中的不稳定性303

9.10 电磁收缩不稳定性304

9.11 收缩不稳定性的讨论312

9.12 各向异性磁化等离子体的稳定性312

9.13 损失锥不稳定性314

9.14 其它不稳定性机理319

9.15 不稳定等离子体中场的水平和增长速率的热力学限制320

参考文献323

第十章 等离子体波和不稳定性的非线性伏拉索夫理论325

10.1 等离子体非线性理论的必要性325

10.2 等离子体分布变化的准线性方程326

10.3 准线性理论中粒子、动量和能量守恒328

10.4 准线性理论的朗道阻尼330

10.5 准线性理论中的尾峰不稳定性334

10.6 双流不稳定性的准线性理论337

10.7 在单个等离子体波中电子的捕获339

10.8 等离子体波的回声342

10.9 非线性波-粒子相互作用(弱湍流)349

参考文献353

第十一章 等离子体中的起伏、关联和辐射354

11.1 运动的试验粒子的屏蔽354

11.2 等离子体中的电场起伏359

11.3 非麦克斯韦分布等离子体中的电场起伏363

11.4 对试验粒子的阻力：静电波的辐射364

11.5 电磁起伏和辐射367

11.6 等离子体密度起伏辐射的非相干散射368

11.7 等离子体辐射：柯克霍夫定律377

11.8 等离子体发出的黑体辐射及其内部的黑体辐射378

11.9 磁场中等离子体的回旋(同步加速)辐射379

11.10 等离子体辐射的试验源理论381

11.11 包括碰撞弛豫的等离子体动力学方程384

参考文献389

附录 Ⅰ 单粒子运动390

附录 Ⅱ 矢量和张量性质的摘要、某些积分定理和曲线坐标系407

附录 Ⅲ 单位制、换算因子及常用符号417

附录 Ⅳ 研究生补充读特选目426