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朗道阻尼
鎖定
朗道阻尼（Landau damping）是指粒子和波相互作用使波的振幅減小的現象。在無碰撞的等離子體中傳播的波，如果等離子體粒子的速度接近於波的相速度，由於共振作用速度稍大於相速度的粒子，把多餘的能量 交給波，因而其平均速度減小到波的相速度；而速度稍小於相速度的粒子 ，從波中得到能量，平均速度增大到波的相速度。因此，當粒子的速度分佈函數隨速度的增大而減小時，從波中吸收能量的慢粒子較多，而把能量交給波的粒子較少，結果波的振幅減小，稱朗道阻尼。
[1]
朗道阻尼是蘇聯物理學家L.朗道在1946年提出的，這個理論在實驗中得到證實。
- 中文名
- 朗道阻尼
- 外文名
- Landau damping
- 特 徵
- 粒子和波相互作用使波的振幅減小
- 屬 性
- 無碰撞阻尼
- 提出時間
- 1946年
- 提出者
- L.朗道
朗道阻尼理論詮釋
在等離子體中，速度v和波的相速vp接近的帶電粒子稱為波的共振粒子。共振粒子所感受到的波的電場幾乎是長期恆定的，因此共振粒子和波之間會發生較強烈的能量交換。v略低於vp的粒子被波的電場推動而加速，於是波的能量被粒子吸收。反之，v略大於vp的粒子會推動波，於是粒子的能量被波吸收。
[2]
如果等離子體是熱平衡的，則粒子的速度分佈f(v)是麥克斯韋分佈，對於相速是vp的波，v略大於vp的粒子少而略小於vp的粒子多，所以波與共振粒子相互作用總的效果是使波損失能量，即波受到阻尼而衰減。例如，朗繆爾波會和共振電子作用而受到阻尼；離子聲波會和共振離子作用而受到阻尼等。
[2]
當粒子的速度分佈函數隨速度的增大而增大時，從波中吸收能量的粒子較少，而把能量交給波的粒子較多，波的振幅增大，這種現象即朗道增長。等離子體中究竟發生朗道阻尼還是朗道增長，取決於速度小於波相速度的粒子多還是速度大於波相速度的粒子多。
[1]
朗道阻尼概念説明
朗道阻尼是等離子體中由於波和粒子之間的共振導致的波阻尼，是一種無碰撞阻尼。假設在一個具有麥克斯韋速度分佈的無碰撞等離子體中，速度略微大的粒子數目稍微少一點，其結果是得到能量的粒子比失去能量的粒子多，粒子的總能量增加，則波的總能量減少，這樣就表現為波的一種阻尼效應。如果波和粒子的速度相差很遠 ，比如電磁波以光速傳播，遠大於電子、離子的熱運動速度，則不會有朗道阻尼。
朗道阻尼種類
朗道阻尼通常可以分為線性朗道阻尼和非線性朗道阻尼。朗道阻尼在短波情況下表現得很顯著，在長波情況下則可以忽略。這就是實驗上通常只能觀察到長波的等離子體波，而難以觀察到短波的等離子體波的原因。
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