Равновесие плазмы в магнитном поле. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Равновесие плазмы в магнитном поле - состояние плазмы, в к-ром сила газокннетич. давления, действующая на любой элемент её объёма, уравновешивается силой Ампера; одно из необходимых условий магн. удержания плазмы. В случае скалярного (изотропного) давления плазмы р(r)в пренебрежении силой тяжести условие равновесия имеет вид:

Здесь

- плотность электрич. тока, В - магн. индукция,

- магнитная постоянная (система единиц СИ). Ур-ние равновесия (*) накладывает существенное ограничение на форму возможной равновесной конфигурации плазмы, выражающееся требованием

Например, в чисто тороидальном магн. поле

(т. е. при

= 0) невозможно равновесие, ограниченное вдоль оси z (оси симметрии), т. к. в этом случае и поле и давление постоянны вдоль оси z:

Конфигурации магн. поля, в к-рых возможно равновесие ограниченного объёма плазмы, образуют магнитные ловушки .Как следует из теоремы вириала,- интегрального выражения ур-ния равновесия (*),- равновесие ограниченного объёма плазмы невозможно за счёт только магн. поля, создаваемого током в самой плазме. Например, хотя в кольце плазмы с током благодаря пинч-эффекту осуществляется равновесие по малому радиусу, равновесия по большому радиусу нет и под действием эл--динамич. сил кольцо растягивается (даже и при наличии стягивающего внутр. тороидального магн. поля). Чтобы подобная кольцевая конфигурация с током и тороидальным магн. полем была в равновесии, необходимо либо внешнее поперечное к плоскости кольца магн. поле, либо внеш. плазма с давлением, превышающим давление плазмы в кольце. Такого рода магн. трубки наблюдаются в фотосфере Солнца. В последнем случае следует скорее говорить не о равновесии плазмы в магнитном поле, а о равновесии магн. поля в плазме.

Равновесие плазмы в магнитном поле, описываемое уравнением (*), реализуется при условии, что оно устойчиво (см. Удержание плазмы).

Литература по равновесию плазмы в магнитном поле

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.