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第一章绪论1

1-1 等离子体概述1

1-2 等离子体分类2

1-3 等离子体的基本理论描述3

1-4 量与单位制5

第二章等离子体的基本性质8

2-1 电中性和德拜屏蔽8

2-2 等离子体振荡和频率12

2-3 等离子体鞘层14

2-4 经典等离子体17

2-5 扩散和双极扩散17

2-6 磁压缩效应和磁压19

2-7 等离子体的波20

第三章带电粒子轨道理论22

3-1 带电粒子的运动方程22

3-2粒子的漂移运动26

一、漂移速度26

二、电场引起的漂移一电漂移26

三、非均匀磁场引起的漂移一梯度漂移和离心漂移28

四、磁场随时间缓变引起的漂移31

五、非电磁力引起的漂移32

3-3磁矩守恒与磁镜场33

一、磁矩守恒33

二、磁镜场36

第四章等离子体热力学40

4-1等离子体热力学平衡态与非平衡态40

一、等离子体热力学状态的描述40

二、等离子体温度42

三、弛豫时间47

四、完全热力学平衡（CTE）与局部热力学平衡（LTE）48

五、非平衡等离子体（NON-LTE）49

4-2等离子体状态方程51

一、引言51

二、弱电离经典等离子体状态方程51

三、部分电离经典等离子体状态方程55

四、量子等离子体状态方程57

4-3等离子体的热力学函数58

一、配分函数和内配分函数58

二、等离子体的热力学函数61

4-4等离子体化学热力学基础65

一、化学平衡和质量作用定律65

二、解离平衡和电离平衡67

三、沙哈方程70

4-5 平衡等离子体的成份计算73

第五章磁流体动力学74

5-1 麦克斯韦方程组74

5-2与磁流体动力学有关的基本概念76

一、磁流体动力学（MHD）规范76

二、霍尔效应和离子滑移78

三、磁场向等离子体的扩散79

四、运动等离子体中磁力线的冻结80

5-3等离子体宏观方程81

一、坐标系与对流导数81

二、连续方程83

三、动量方程86

四、能量方程95

5-4 广义欧姆定律97

第六章碰撞动力学100

6-1 等离子体粒子的元过程100

6-2碰撞截面102

一、碰撞截面概念102

二、微分散射截面103

三、动量交换截面104

6-3碰撞频率和平均自由程106

一、碰撞频率v的推导106

二、平均自由程107

6-4 带电粒子间的碰撞108

6-5弹性散射的经典理论111

一、经典理论的适用范围111

二、一般理论112

6-6库仑场中的散射116

6-7 小角度散射118

第七章等离子体辐射121

7-1等离子体辐射的产生121

一、带电粒子加速运动时的电磁辐射121

二、振动偶极子辐射125

三、谱线的展宽机制126

7-2等离子体辐射的不同机制127

一、激发辐射（束缚-束缚，b-b跃迁）127

二、复合辐射（自由-束缚，f-b跃迁）127

三、轫致辐射（自由-自由，f-f跃迁）127

四、回旋辐射129

五、切伦柯夫辐射130

六、等离子体的黑体辐射131

7-3等离子体中辐射的能量传递132

一、辐射能量传递方程132

二、辐射能量传递方程的解134

三、由爱因斯坦关系导出克希霍夫定律135

第八章等离子体动力论和输运性质138

8-1 分布函数138

8-2 动力论方程140

8-3 玻尔兹曼方程和福克-普朗克方程143

8-4等离子体输运过程的宏观规律144

一、不可逆过程唯象热力学的基本概念145

二、昂塞格关系表示输运过程147

8-5输运性质的定义148

一、输运系数148

二、流向量和速度矩流149

8-6输运过程的初级理论152

一、基本关系152

二、等离子体的扩散154

三、等离子体的导热155

四、等离子体的导电156

8-7输运过程的数学理论160

一、引言160

二、简化分布函数和简化碰撞函数160

三、从玻尔兹曼方程求扩散系数162

四、从玻尔兹曼方程求迁移率163

五、从玻尔兹曼方程求导热系数165

六、从玻尔兹曼方程求电导率166

七、稳定均匀磁场（？＝常数≠0）时弱电离等离子体输运性质166

第九章等离子体的产生和诊断171

9-1等离子体技术的发展171

一、引言171

二、电弧放电和电弧等离子炬发展172

三、高频放电和高频等离子炬发展172

9-2等离子体产生的原理——电离机制173

一、等离子体粒子的微观基本过程173

二、各种电离的原理175

9-3低温等离子体产生的主要方法184

一、焦耳加热方法之一——电弧等离子炬184

二、焦耳加热方法之一——高频等离子炬185

三、燃烧等离子体产生的方法185

9-4等离子体诊断的技术186

一、光谱法187

二、探针法188

三、动态热偶法190

四、微波和激光诊断法191

第十章等离子炬的物理193

10-1电弧放电物理基础193

一、电弧等离子体的基本性质193

二、电弧等离子炬中基本流动过程194

三、斯蒂倍克最小值原理195

10-2电弧等离子体理论200

一、电弧等离子体方程200

二、爱伦勃斯-海勒方程202

三、通道模型203

四、常物性电弧模型204

10-3高频感应放电物理基础209

一、高频等离子体的基本性质209

二、高频感应等离子炬中的气动过程211

三、高频感应等离子炬的能量平衡213

10-4高频等离子体理论215

一、高频等离子体方程215

二、金属圆柱体模型217

三、高频感应放电一维近似218

四、线性化解爱伦勃斯-海勒方程219

五、通道模型223

六、二区域模型225

七、数值解法226

八、高频感应放电的二维分析227

10-5 高频感应放电稳定性分析229

第十一章等离子体的应用232

11-1 等离子体热过程的应用232

11-2等离子体化学过程的应用234

一、化冶方面的应用234

二、半导体方面的应用236

11-3磁流体力学过程的应用238

一、磁流体发电238

二、等离子体推进243

三、磁流体润滑244

11-4 热离子的应用245

习题246

部分习题答案253

附录Ⅰ254

附录Ⅱ257

附录Ⅲ257

参考文献259