Plasma Physics

Plasma Physics pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Benjamin-Cummings Publishing Company
作者:Setsuo Ichimaru
出品人:
頁數:0
译者:
出版時間:1985-10
價格:USD 49.00
裝幀:Hardcover
isbn號碼:9780805387544
叢書系列:
圖書標籤:
  • statistical
  • plasma
  • Plasma Physics
  • Plasma
  • Fusion
  • Astrophysics
  • Space Physics
  • High-Temperature Plasma
  • Low-Temperature Plasma
  • Magnetohydrodynamics
  • Nonlinear Plasma
  • Plasma Diagnostics
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具體描述

《等離子體物理學》:探索宇宙的第四態 《等離子體物理學》是一部旨在深入剖析宇宙中最為普遍存在的物質形態——等離子體的全麵性著作。本書將引領讀者穿越宏觀的宇宙尺度,從恒星內部熾熱的核心到廣袤星際空間的稀薄介質,再到地球上可見的極光現象,揭示等離子體在自然界中的無處不在與至關重要。 內容概述 本書結構清晰,邏輯嚴謹,從基礎概念齣發,逐步深入到復雜的理論模型與前沿研究。 第一部分:等離子體的基本概念與性質 等離子體的定義與形成: 本部分將詳細闡述等離子體的基本定義,即由自由電子和離子組成的、宏觀上電中性的導電氣體。我們將探討等離子體形成的物理機製,包括熱電離、非熱電離以及在不同環境下的演化過程。從氣體受熱到原子/分子電離,直至達到準中性的狀態,我們將一一解析。 等離子體的基本參數: 詳細介紹描述等離子體特性的關鍵參數,例如德拜長度(Debye length),它標誌著等離子體屏蔽電荷的能力,以及德拜數(Debye number),它用於判斷一個體係是否能被視為等離子體。此外,還將探討等離子體頻率(plasma frequency)及其重要性,它反映瞭自由電子在電場作用下的振蕩特性。 等離子體的動力學理論: 深入介紹描述等離子體微觀粒子行為的動力學理論,重點講解玻爾茲曼方程(Boltzmann equation)及其在等離子體研究中的應用,包括其與Vlasov方程(Vlasov equation)的聯係。理解粒子分布函數(distribution function)在相空間(phase space)中的演化,是掌握等離子體行為的關鍵。 平均場理論與Vlasov方程: 本章將重點闡述平均場理論(mean field theory)如何簡化對大量粒子相互作用的描述,以及Vlasov方程如何描述不碰撞等離子體(collisionless plasma)的宏觀動力學。我們將探討其在描述靜電波(electrostatic waves)和電磁波(electromagnetic waves)傳播中的作用。 碰撞對等離子體的影響: 盡管許多等離子體現象可以用不碰撞理論解釋,但碰撞的影響同樣不可忽視。本部分將分析不同類型的碰撞(如庫侖碰撞、電荷交換碰撞)對等離子體傳導性、擴散性以及能量平衡的影響,並介紹相應的碰撞模型。 第二部分:等離子體波與不穩定性 等離子體中的集體行為: 等離子體最顯著的特徵之一是其集體行為,即大量粒子的協同運動。本部分將重點介紹等離子體中的各種波,包括朗繆爾波(Langmuir waves)、離子聲波(ion acoustic waves)、阿爾芬波(Alfvén waves)等,並分析它們的傳播特性和物理機製。 麥剋斯韋方程組與等離子體: 詳細闡述麥剋斯韋方程組(Maxwell's equations)在描述電磁場與等離子體相互作用中的核心作用。我們將分析電磁波在等離子體中的傳播、反射與吸收,以及等離子體如何影響電磁波的極化和傳播速度。 等離子體不穩定性: 等離子體並非總是處於穩定狀態,各種不穩定性是其動態演化的重要驅動力。本部分將係統介紹常見的等離子體不穩定性,如離子聲波不穩定性、漂移波不穩定性、阿爾芬波不穩定性等,並分析其發生條件、增長率及其對等離子體加熱、輸運等過程的影響。 非綫性等離子體動力學: 在許多情況下,等離子體的行為不能簡單地用綫性理論來描述。本章將初步探討非綫性效應,如波-波相互作用(wave-wave interaction)、波粒相互作用(wave-particle interaction)以及孤子(solitons)和激波(shocks)等非綫性結構的形成和演化。 第三部分:受控熱核聚變中的等離子體物理 聚變等離子體的特性: 聚焦於受控熱核聚變(controlled thermonuclear fusion)研究中的等離子體,重點介紹氘氚(D-T)等離子體的特性,包括其極高的溫度、密度以及嚴格的約束要求。 磁約束聚變: 詳細介紹磁約束(magnetic confinement)技術,特彆是托卡馬剋(Tokamak)和仿星器(Stellarator)等裝置的基本原理,以及磁場如何被用來約束高溫等離子體。我們將深入探討磁力綫(magnetic field lines)的拓撲結構、磁籠(magnetic cage)效應以及磁場重聯(magnetic reconnection)等關鍵概念。 慣性約束聚變: 介紹慣性約束(inertial confinement)技術,即通過激光或粒子束快速加熱燃料靶丸,使其在短時間內達到聚變條件。本章將分析激光與等離子體相互作用、靶丸的內爆過程以及由此産生的等離子體動力學。 等離子體加熱與診斷: 討論用於將等離子體加熱到聚變溫度的技術,如歐姆加熱(Ohmic heating)、中性束注入(neutral beam injection)、射頻加熱(radio frequency heating)等。同時,還將介紹用於測量等離子體密度、溫度、磁場和粒子分布等關鍵參數的各種診斷技術。 第四部分:天體等離子體物理 恒星內部與太陽活動: 探討等離子體在恒星生命周期中的作用,從核聚變過程到恒星大氣層的結構。重點分析太陽等離子體的特性,包括其磁場活動、日冕物質拋射(coronal mass ejection)、太陽耀斑(solar flares)等現象的等離子體物理機製。 星際介質與星係: 描述星際介質(interstellar medium)和星係際介質(intergalactic medium)中的等離子體狀態,以及它們在恒星形成、星係演化中的作用。 空間等離子體環境: 介紹地球周圍的範艾倫輻射帶(Van Allen radiation belts)、磁層(magnetosphere)以及行星際空間(interplanetary space)中的等離子體現象。我們將探討太陽風(solar wind)與地球磁場的相互作用、極光(aurora)的形成機製,以及空間天氣(space weather)對地球和航天器的影響。 宇宙射綫的起源與傳播: 探討高能等離子體過程在宇宙射綫(cosmic rays)的加速和傳播中的作用。 第五部分:工程應用與前沿研究 等離子體技術在工業中的應用: 介紹等離子體在材料加工(如等離子體刻蝕、等離子體沉積)、錶麵處理、環境保護(如等離子體廢氣處理)以及照明等領域中的廣泛應用。 高功率激光與等離子體: 探討高功率激光與等離子體相互作用所産生的先進技術,包括激光驅動的聚變、粒子加速以及新材料的製備。 前沿等離子體研究方嚮: 展望等離子體物理學領域的未來發展趨勢,包括新型聚變裝置的探索、等離子體天體物理學的深入研究、以及等離子體在醫學、生物等領域的潛在應用。 《等離子體物理學》不僅是學習等離子體物理學原理的理想教材,更是對宇宙深層奧秘探索的指南。無論您是物理學專業的學生,還是對宇宙運行規律充滿好奇的研究者,本書都將為您提供一個全麵、深入且引人入勝的學習體驗,揭示這個由自由電荷構成的、充滿活力和動態變化的物質形態所蘊含的無限可能。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

我是一名初學者,對等離子體物理學一無所知,但因為我對科幻小說和電影中描繪的各種能量武器、空間麯速引擎等概念産生瞭興趣,而這些概念似乎都與“等離子體”有所關聯。我希望找到一本能夠滿足我的好奇心,同時又能讓我獲得一些科學知識的書籍。我期待這本書能夠從最直觀的角度,解釋什麼是等離子體,它看起來是什麼樣子的,它有什麼特殊的性質。我希望書中能夠有各種各樣的例子,比如閃電、霓虹燈、等離子電視屏幕,甚至是一些科幻作品中的設想(並說明其科學上的可行性或局限性),來幫助我理解等離子體是如何存在的。我尤其關心等離子體是否真的能夠被用作能量武器,或者推動飛船進行超光速旅行,以及這些設想在多大程度上是基於科學原理的。我希望書中能夠用非常簡單易懂的語言,解釋等離子體是如何被控製和操縱的,比如通過電磁場。如果書中能夠包含一些關於等離子體在未來科技發展中的潛在應用,比如用於太空探索、先進材料製造,甚至醫療領域,那就更有趣瞭。我希望這本書能夠像一本奇妙的科普讀物,讓我既能滿足我對科幻世界的好奇,又能學到一些紮實的科學知識,讓我覺得這段閱讀經曆是充滿樂趣和收獲的。

评分☆☆☆☆☆

我在某知名科技公司的研發部門工作,主要負責新材料的開發。近期,我們在探索一種新型復閤材料的製備工藝,而等離子體處理被認為是提高材料性能的有效手段之一。因此,我需要一本能夠深入介紹等離子體在材料科學領域應用的專業書籍。我期待書中能夠詳細闡述不同類型的等離子體源,例如射頻等離子體、微波等離子體、直流輝光放電等,以及它們在材料錶麵改性、薄膜沉積、刻蝕等工藝中的具體應用。我特彆關注書中對等離子體與材料相互作用機製的深入分析,包括等離子體中的活性粒子(如自由基、離子)是如何與材料錶麵發生化學反應或物理作用的,以及這些作用如何影響材料的性能。我希望書中能夠提供一些關於等離子體工藝參數優化(如氣體種類、功率、壓力、處理時間等)的指導,以及如何通過原位診斷技術來監測和控製等離子體反應過程。如果書中能夠包含一些關於等離子體在納米材料製備、生物醫學材料錶麵處理等前沿領域的應用案例,那將對我非常有啓發。我希望這本書能夠為我提供堅實的理論基礎和實踐指導,幫助我更有效地開展新材料的研發工作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名高中生,正在參加一個科學競賽,主題是“未來能源”。在查找資料的過程中,“等離子體”這個詞頻繁齣現,尤其是在關於核聚變能源的介紹中。因此,我迫切需要一本能夠幫助我理解等離子體物理學基本原理的書籍,以便更好地完成我的競賽項目。我最大的顧慮是,市麵上很多關於物理學的書籍都過於專業,對我這樣的學生來說可能難以消化。我希望這本書能夠像一位耐心而淵博的老師,從最基礎的概念講起,比如什麼是粒子,什麼是電荷,什麼是磁場,然後逐步引入等離子體的概念。我期待書中能夠有大量的圖示和動畫(當然,書中是靜態的,但好的圖示也能達到類似效果),來清晰地展示等離子體的形成過程、粒子之間的相互作用以及磁場對等離子體的束縛作用。我希望它能解釋清楚,為什麼等離子體被稱為“物質的第四態”,它與固體、液體、氣體的區彆在哪裏。關於核聚變,我希望書中能夠詳細解釋等離子體在其中扮演的關鍵角色,比如如何將原子核加熱到極高的溫度,形成等離子體,以及如何通過磁場或慣性來約束這些高速運動的粒子,使它們發生聚變反應。如果書中能介紹一些當前世界範圍內在核聚變研究方麵取得的進展,或者一些具有代錶性的研究設備,那就更好瞭。我希望通過閱讀這本書,我能夠清晰地理解等離子體物理學在未來能源發展中的重要性,並且能夠用自己的語言,嚮評委們清晰地闡述相關的科學原理。

评分☆☆☆☆☆

作為一名物理學的研究助理,我經常需要查閱大量的文獻來支持我所在的實驗室項目。我的研究方嚮涉及一些非常規的計算物理模型,其中,對復雜多體係統的模擬和分析是我的日常工作。我購買這本書,是希望能夠找到關於等離子體物理學計算方法和數值模擬方麵的理論基礎和技術細節。我非常關注書中是否會深入探討各種數值算法,例如粒子網格法(PIC)、流體模擬方法、濛特洛卡爾方法等,在等離子體模擬中的應用。我希望能夠瞭解這些方法的數學原理、優缺點,以及在不同場景下的適用性。此外,我對等離子體湍流、磁流體動力學(MHD)的數值模擬和理論模型尤為感興趣。我希望書中能夠提供一些關於如何處理等離子體中的非綫性效應、守恒律以及邊界條件的指導。如果書中能夠包含一些關於高性能計算在等離子體物理學研究中的應用案例,或者關於如何優化模擬代碼的建議,那將對我非常有幫助。我非常重視書中理論的嚴謹性和方法的實用性,希望它能夠為我的計算研究提供堅實的理論支撐和切實可行的技術指導。我期待這本書能夠讓我對等離子體物理學的計算方法有一個更全麵、更深入的認識,從而提升我解決實際計算問題的能力。

评分☆☆☆☆☆

坦白說,我購買這本書純屬偶然,當時我正處於一個職業轉型的十字路口,希望能夠拓寬自己的知識麵,探索一些與我現有行業(並非物理學相關)可能産生交叉的領域。我對於科學領域的宏大理論和復雜公式通常會感到有些畏懼,但又對能夠改變世界、影響未來的技術充滿嚮往。等離子體物理這個概念,在我腦海中一直與“核聚變”、“清潔能源”、“太空探索”這些充滿未來感的詞匯聯係在一起。因此,我抱著一種“試試看”的心態,希望這本書能夠以一種非常大眾化、易於理解的方式,嚮我這樣完全沒有基礎的讀者介紹這個領域。我祈禱書中不要充斥著我完全看不懂的數學推導,而是能夠用通俗的語言,結閤生動形象的比喻,甚至是一些科幻電影中的場景(當然,要說明科學與幻想的區彆)來解釋等離子體是如何形成的,它有哪些奇特之處,以及它在現實世界中,甚至在未來的生活中,可能扮演的角色。我尤其關心書中是否會提及等離子體在工業生産中的應用,比如等離子切割、等離子刻蝕、等離子錶麵處理等等,這些聽起來非常“黑科技”的技術,是如何利用等離子體來實現的?如果書中能夠穿插一些有趣的科學史故事,比如早期科學傢們是如何發現和研究等離子體的,那會更有吸引力。我希望這本書能夠讓我感受到科學的魅力,激發我對未知世界的好奇心,並且在不經意間,就掌握瞭一些關於等離子體物理學的基本概念和重要知識,讓我覺得這段閱讀經曆是充實而愉快的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名工程碩士研究生,即將進入磁約束聚變領域進行畢業設計。在此之前,我對等離子體物理學隻有零散的瞭解,比如一些基礎概念和關鍵術語。我急需一本係統性地介紹等離子體物理學,特彆是與聚變相關的理論知識的書籍。我希望這本書能夠以一種清晰、有條理的方式,構建起等離子體物理學的知識體係。從等離子體的定義、形成條件開始,逐步深入到等離子體的輸運、不穩定性、動力學行為等方麵。我特彆關注書中對磁場與等離子體相互作用的詳細闡述,包括磁場如何約束等離子體,以及等離子體如何影響磁場。我希望書中能夠詳細解釋托卡馬剋裝置和仿星器等主流聚變裝置的工作原理,以及等離子體在這些裝置中麵臨的挑戰和相應的解決方案。例如,我希望能夠瞭解到等離子體為什麼會發生不穩定性,以及有哪些抑製不穩定的方法。此外,如果書中能夠包含一些關於等離子體診斷技術、等離子體加熱技術,以及等離子體與材料相互作用等方麵的討論,那將對我非常有價值。我期待這本書的語言風格能夠專業而不失可讀性,能夠幫助我快速掌握核心概念,為我的畢業設計打下堅實的基礎。我希望它能讓我對磁約束聚變研究的科學原理有一個更深刻的理解,並能夠自信地應對畢業設計中的挑戰。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就吸引瞭我,那種深邃的藍色背景,加上中心閃耀著能量的粒子狀圖形,立刻勾勒齣我對“等離子體物理”這個領域的初步印象:神秘、強大且充滿未知。我一直對宇宙中的一些宏大現象,比如恒星的誕生與死亡、黑洞的形成、星雲的絢爛色彩,以及地球上壯麗的極光,感到深深的好奇。這些現象背後,總離不開一種被稱為“等離子體”的物質形態。我並非物理學專業的科班齣身,但對科學的熱情驅使我想要更深入地瞭解這個充斥著帶電粒子的“第四態物質”。我期待這本書能以一種循序漸進、深入淺齣的方式,為我這個門外漢打開一扇通往等離子體物理世界的大門。我希望它不僅僅是枯燥的公式和理論堆砌,更能通過生動的比喻、真實的案例,甚至是相關的曆史故事,來描繪等離子體物理學的魅力。我尤其關心書中是否能解答一些我長久以來的疑問:比如,我們日常生活中是否也存在等離子體?如果沒有,它與我們常說的“氣體”到底有什麼本質區彆?等離子體在核聚變能源研究中扮演著怎樣的角色?它又如何影響著我們賴以生存的地球環境?我希望這本書的敘述能夠邏輯清晰,層層遞進,避免使用過於晦澀難懂的專業術語,或者即使使用瞭,也能配以詳盡的解釋和圖示。我渴望在閱讀過程中,能夠感受到作者對這個領域的深厚功底和獨到見解,能夠被他/她引導著去探索那些看不見摸不著的電磁力和粒子運動的奧秘。這本書,對我而言,更像是一場智力探險,一段關於宇宙最基本組成部分的認知之旅。

评分☆☆☆☆☆

當我翻開這本書的第一頁,一種沉浸式的學習體驗便撲麵而來。我並非一個初學者,對物理學領域有著一定的基礎,尤其對電磁學和量子力學有所涉獵。因此,我閱讀這本書的齣發點,更多的是想在現有的知識框架上,對等離子體物理這個相對新興且復雜的領域進行一次係統的、高屋建瓴的梳理和深化。我期待這本書能夠提供比我以往接觸過的任何資料更全麵、更深入的論述。我非常看重作者在理論體係構建上的嚴謹性,以及他/她如何將看似孤立的現象巧妙地聯係起來,形成一個完整的知識網絡。例如,我希望能看到書中對等離子體基本性質的討論,如其電導率、磁化率、德拜長度等,這些關鍵參數如何決定瞭等離子體的行為。同時,我也對等離子體在不同尺度下的錶現充滿興趣,從實驗室中的小型裝置,到天體物理中的巨型結構,它們之間是否存在共通的物理規律?我尤其希望書中能包含一些前沿的研究進展,例如慣性約束聚變和磁約束聚變的研究現狀,以及等離子體在空間天氣、激光等離子體相互作用等方麵的最新發現。如果書中能夠包含一些經典的實驗案例和理論模型,並對其進行深入的分析和評述,那將大大提升我閱讀的價值感。我希望這本書的語言風格能夠兼具學術的嚴謹性和思想的深度,能夠引導我進行批判性思考,而不是簡單地接受信息。我希望它能夠激發我進一步探索和研究的興趣,為我將來的學術研究或工作提供堅實的基礎和靈感。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對宇宙學和天體物理學懷有濃厚興趣的業餘愛好者。我一直著迷於星係的形成、黑洞的性質、以及宇宙射綫等神秘現象,而我深知,這些現象的背後往往都與等離子體物理學有著韆絲萬縷的聯係。我渴望找到一本能夠將等離子體物理學的理論知識與宏大的天體物理現象有機結閤起來的書籍。我希望書中能夠解釋,為什麼等離子體在宇宙中如此普遍,占有如此巨大的比例。例如,恒星內部的核反應是如何産生等離子體,太陽風是如何將等離子體吹嚮太空,以及星際介質和星係際介質是如何由等離子體構成的。我非常期待書中能夠深入探討等離子體在天體物理過程中的作用,例如,磁場在星係形成和演化中的作用,等離子體是如何驅動噴流的,以及黑洞周圍吸積盤中的等離子體行為。如果書中能夠包含一些關於射電望遠鏡、X射綫望遠鏡等觀測設備如何探測和研究天體等離子體的信息,那就更好瞭。我希望這本書的敘述能夠生動形象,充滿畫麵感,能夠讓我仿佛置身於浩瀚的宇宙之中,親眼見證等離子體在其中扮演的種種角色。我希望它能夠激發我對宇宙更深層次的思考,讓我對宇宙的運行規律有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

我是一位對基礎物理學理論充滿探索精神的自學者。我一直在努力構建自己對各個物理學分支的理解,而等離子體物理學是我認為一個非常重要但又相對獨立的分支。我購買這本書,是希望能夠獲得一個關於等離子體物理學核心概念和基本理論的清晰、係統的闡述。我期待書中能夠從最基本的物理原理齣發,解釋等離子體的形成、演化和行為。我尤其關注書中關於多體相互作用、統計物理學在等離子體研究中的應用。例如,我希望能夠理解,為什麼等離子體能夠錶現齣集體效應,以及如何用統計力學的方法來描述它的行為。我非常希望書中能夠包含一些關於等離子體動力學理論的詳細介紹,比如玻爾茲曼方程、Vlasov方程、以及它們在描述等離子體粒子運動和演化中的作用。如果書中能夠對等離子體中的波現象進行深入的討論,比如朗繆爾波、阿爾芬波等,並解釋它們是如何傳播和相互作用的,那將對我非常有幫助。我希望這本書的語言風格能夠嚴謹、深刻,能夠激發我的思考,並為我深入研究等離子體物理學的各個子領域打下堅實的基礎。我期待它能夠成為我物理學知識體係中一個重要的組成部分。

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