等离子体物理基础期末考试(含问题详解).docx
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所有,违者必究!!
中文版低温等离子体作业
1O 3
一.氩等离子体密度 n 2 10 cm ,电子温度Te 1.0eV ,离子温度Ti 0.026eV ,存
在恒定均匀磁场 B = 800 Gauss,求
(1) 德拜半径;
(2) 电子等离子体频率和离子等离子体频率;
(3) 电子回旋频率和离子回旋频率;
(4) 电子回旋半径和离子回旋半径。
解:1、 D ( 0TeTi 2 )1/2 8.3 10 3mm,
(Te TJne
2、氩原子量为40,
0me
eB
3、 e eB 14GHz, i
eB
0.19MHz
me
mi
4、设粒子运动与磁场垂直
meVe J2%人
rce
4.2
2
10 mm, rci
mw
亘 1.3mm
qB eB
qB
eB
2 2
pe (理严 8.0GHz, pi (匹严 29MHz,
二、一个长度为2L的柱对称磁镜约束装置, 沿轴线磁场分布为 B(z) B°(1 z2/L2),并满
丄mv
丄mv2
求:
(1) 带电粒子能被约束住需满足的条件。
(2) 估计逃逸粒子占全部粒子的比例。
解:
1、由B(z)分布,可以求出 Bm 2B0,由磁矩守恒得
1 2
mVm
B0
Bm
,即V0
(1)
当粒子能被约束时,由粒子能量守恒有
V0,因此带电粒子能被约束住的条件是在磁镜
中央,粒子速度满足
V。
2、逃逸粒子百分比 P — d
sin
1 辽 29.3%
(2)
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在高频电场E E0cos t中,仅考虑电子与中性粒子的弹性碰撞,并且碰撞频率
la V/ ea正比于速度。
求电子的速度分布函数,
电子平