книги из ГПНТБ / Эккер, Г. Теория полностью ионизированной плазмы
.pdfСписок обозначений
Общие замечания
1- В настоящей книге используется огромное коли чество функций. Имеющихся в распоряжении обозначений не хватает для того, чтобы различить их. Поэтому одно и то же обозначение функции, отличающейся аргументом, может характеризовать разные функциональные зави симости.
2.В данный список не включены обозначения, исполь зуемые для сокращений в очень небольшой части текста.
3.Переменные ц-пространства имеют индексы слева вверху в отличие от переменных Г-пространства, у которых
индексы располагаются справа внизу.
4. В нескольких случаях различные величины, смысл которых ясен из контекста, обозначаются одинаково.
Обозначения общего характера
У — фурье-образ функции у
у— образ функции?/ в преобразовании Лапласа
у— вектор
| у | = у — модуль вектора
у — единичный |
вектор |
|
у — тензор п-то |
ранга {п — 2, . . .) |
|
П |
|
|
у)(у — диада |
|
|
у |
— оператор |
|
{х, у} |
— скобки Пуассона |
|
у |
— набор величин |
|
(у) |
— среднее значение |
|
|
Обозначения латинскими буквами |
а — внешний термодинамический параметр А — обобщенная сила
12 |
Список обозначений |
А— векторный потенциал
Ъ— прицельный параметр
bi — групповой интеграл порядка I bVil — коэффициент Трэда
В — вектор магнитной индукции Ва — спектральная плотность излучения черного
тела
(1 — N) B N —N -й вириальный коэффициент
Вjk — коэффициент прямой передачи тепла двум компонентам
с— скорость света
С— постоянная Эйлера Cv — теплоемкость
D — вектор электрической индукции De — электрический дипольный момент Dm — магнитный дипольный момент
D° — область столкновений
D (к, р) — диэлектрическая проницаемость
е — элементарный заряд ze, е+ — заряд ионов
—е, е_ — заряд электронов
Е— полная энергия
Е—вектор электрического поля % — энергия электрона
%у |
— плотность |
энергии |
в |
единице |
объема |
|||
|
в вакууме, приходящаяся на единичный |
|||||||
|
интервал угловой частоты |
объема |
||||||
|
— плотность |
энергии |
в |
единице |
||||
|
в плазме, приходящаяся на единичный |
|||||||
|
интервал угловой частоты |
|
|
|||||
f N — функция распределения |
в Г-пространстве |
|||||||
Tn |
— равновесная |
функция |
распределения |
в |
||||
fs |
Г-пространстве |
|
|
|
|
|
||
— частная функция распределения порядка s |
||||||||
/ (8) |
— общая |
функция |
распределения порядка s |
|||||
/v ’ |
— общая |
функция |
распределения |
для |
v-й |
компоненты
/vl> ~ fv — общая одночастичная функция распределе ния
|
Список |
обозначений |
|
13 |
||
f s — нормированная |
функция |
распределения |
||||
|
порядка |
s |
|
|
нулевом при |
|
/о — функция |
распределения в |
|||||
|
ближении |
|
|
|
|
|
/ — возмущение функции распределения |
||||||
fa |
— функции групповых разложений |
|||||
F — свободная энергия Гельмгольца или соот |
||||||
Ft( г, р) |
ветственно |
сила |
|
|
|
|
— плотность |
распределения |
Климонтовича |
||||
|
для i-й частицы |
|
Климонтовича |
|||
|
— плотность |
распределения |
||||
F(u) |
для всех частиц сорта к |
|
|
|||
— функция распределения, зависящая от од |
||||||
|
ной компоненты |
скорости |
|
|
||
g — относительная скорость |
|
|
||||
gtj |
— парная корреляционная функция частиц i |
|||||
|
и j |
|
|
|
|
|
gijh — тройная корреляционная функция частиц |
||||||
Su |
г, j и к |
|
|
|
|
|
— функция групповых разложений в методе |
||||||
|
Майера |
|
|
|
|
|
G, G, G — факторы |
Гаунта |
|
|
|
||
h — постоянная |
Планка |
|
|
|||
hi |
— сферическая функция Ханкеля |
|
||||
|
— тепловой поток |
потока |
|
|
||
3 |
— тензор теплового |
|
|
|||
|
|
Больцмана |
|
|
||
Н — .//-функция |
|
|
||||
FI — гамильтониан |
|
|
|
|||
Н — вектор магнитного поля |
|
|
||||
Я г — функция |
Ханкеля |
|
описывае |
|||
/ (<Г)/ | <S)/) |
— интеграл |
столкновений частиц, |
||||
|
мых функциями |
распределения |
(Г>/ и <8)/ |
|||
/<о — интенсивность излучения |
|
|
||||
j |
— плотность |
|
электрического |
тока |
|
|
ji |
— сферическая функция Бесселя |
|
/ш — коэффициент излучения
J — поток в пространстве скоростей Ji — функция Бесселя
к — волновой вектор
14 Список обозначений
kb — обратная дебаевская длина
Kv — модифицированная функция Бесселя
I — средняя длина свободного пробега X о — оператор Лиувилля
т+ — масса ионов ттг_ — масса электронов
т0 — масса покоя
М— вектор намагничения
— приведенная масса
п— плотность частиц; показатель преломления N — полное число частиц
р— давление
р— импульс
Р — вектор поляризации
P N — нормированная функция распределения в
|
конфигурационном пространстве |
Ps — частная молекулярная функция распреде |
|
P (S) |
ления порядка s |
— общая молекулярная функция распределе |
|
P(s + 1 | s) |
ния порядка s |
— плотность условной вероятности |
|
оР — главное значение Конти |
|
Р] |
— полином Лежандра |
qtl — поток энергии |
qp, — тензор потока энергии
з
qa — функция групповых разложений с учетом экранирования
qi/m — термодинамический коэффициент переноса Q — тепловая энергия
, Q — тензор рассеяния
2
Qe — электрический квадрупольный тензор
2
—поперечное сечение
г— координата конфигурационного простран ства
г— расстояние
го — среднее расстояние между частицами rw — классический радиус взаимодействия R — коэффициент отражения
Список |
обозначений |
15 |
S — энтропия |
|
|
S — вектор Пойнтинга |
временного сдвига |
|
рТ s — s-частичный |
оператор |
|
t — время |
|
двух частиц |
tc — время взаимодействия |
Т— термодинамическая температура
и— компонента скорости
ир — фазовая скорость ug — групповая скорость U — внутренняя энергия
v — удельный объем v — скорость
vT — средняя тепловая скорость V — объем
w (Q) — энергия излучения за секунду в единичном угле
wT — полная энергия излучения за секунду W — энергия
W (G) — функция распределения величины G
х— координата конфигурационного простран ства в задачах излучения
Z — статистическая сумма (интеграл) |
макро- |
|||
Zg — статистическая |
сумма |
(интеграл) |
||
|
канонического |
ансамбля |
|
|
Z — вектор Герца |
|
|
|
|
Z (£) |
— дисперсионная функция |
|
||
|
Обозначения греческими |
буквами |
|
|
а |
— коэффициент поглощения |
|
||
Р — автокорреляционная |
функция; |
отноше |
||
|
ние vie |
|
|
|
|
— неприводимый групповой интеграл поряд |
|||
|
ка к |
|
|
s-й ча |
ув — конфигурационное пространство |
стицы
Г— фазовое пространство
Г(х) — гамма-функция
16 |
Список обозначений |
б— число частиц в дебаевской сфере
б(х) — функция Дирака 6,7 — символ Кронекера
А— оператор Лапласа
А(х , у) — функция Дирихле
е— тензор диэлектрической проницаемости
— функция групповых разложений
т) — коэффициент трения Цш — дифференциальная излучательная способ
ность т)г — полная излучательная способность
0— модуль распределения Гиббса
х— коэффициент теплопроводности
кв — постоянная Больцмана
xd — постоянная Дебая
хш — коэффициент пространственного поглоще ния
X — длина волны
X — длина волны де Бройля, соответствующая тепловой скорости
Хс — средняя длина свободного пробега Я,г) — дебаевская длина А — плазменный параметр
р— фазовое пространство
р— химический потенциал
р— подвижность электронов
р0 — магнитная проницаемость
vc — частота столкновении
Г1СВ — параметр связи Ппл — параметр плотности
р— плотность массы; плотность заряда
р— сопротивление
а— тензор проводимости
а — дифференциальное поперечное сечение
т — характерное время те — время свободного пробега
Список обозначений |
17 |
тр — период плазменных колебаний твз — время взаимодействия
Т/г — гидродинамический масштаб времени
■ф — общая потенциальная энергия
Хе — электрическая восприимчивость Хтп —магнитная восприимчивость
(ор — плазменная частота Шь — ларморовская частота Q — телесный угол
Ф — потенциал фа —потенциальная энергия
фс — характерное значение потенциальной энергии
2—01291
Модель полностью ионизованной плазмы
икулоновская система
Висследуемой нише модели полностью ионизованной плазмы электроны и ионы представляют собой устойчивые образования. Они характеризуются только массой и заря дом. При этом частицы рассматриваются как точечные.
В принципе допускается образование из электронов и ионов подсистем (атомов и молекул). Частицы в таких подсистемах характеризуются тем, что их время корреля ции значительно больше среднего времени флуктуаций в системе, которое определяется отношением среднего рас стояния между частицами к средней скорости частиц. Мы предполагаем, что число нейтральных подсистем настолько мало, что их влиянием можно пренебречь. Последнее исключает из рассмотрения частично ионизо ванные системы.
Далее, модель полностью ионизованной плазмы харак теризуется следующими условиями:
1.Во всех случаях, кроме упомянутых выше подсистем
ислучая полуклассической аппроксимации выражения для статистической суммы, предполагаем, что h = 0 (h —
постоянная Планка).
Общего критерия применимости классической механи ки вообще не существует. Пренебрежение эффектами
вырождения оправдано, если выполняется |
неравенство |
к » - Ы г Р - |
<‘> |
Здесь г0 — среднее расстояние между частицами, а К — длина волны де Бройля, соответствующая тепловой ско рости. С другой стороны, возможность пренебрежения квантовомеханическими эффектами зависит от рассматри ваемых явлений. Большинство квантовомеханических
2*
20 Модель полностью ионизованной плазмы
эффектов можно не учитывать, если выполняется следую
щее условие: |
|
___ ъ_ |
(2) |
rw— -Q- , |
|
(2лтв) |
|
где rw — классический радиус взаимодействия. Если нару шается условие (2), то при рассмотрении процессов рас сеяния, приводящих к сильным отклонениям, необходимо учитывать квантовомеханические поправки. Однако при решении этих вопросов следует помнить, что для куло новского рассеяния классические результаты в первом приближении совпадают с квантовомеханическими.
2. Поскольку мы не рассматриваем релятивистские эффекты или магнитное взаимодействие, у"/с" = 0 для
п> 2.
3.Система имеет достаточно большие размеры, так
что наличие границ не влияет на поведение частиц.
4. Скорость света с = оо. В той части книги, где используется это допущение, рассматриваемая полностью ионизованная плазма называется кулоновской системой.
Часть I
Полностью ионизованная система
в квазистатическом электромагнитном
поле. Кулоновская система