-
阿爾芬波
鎖定
阿爾芬波基本介紹
因瑞典物理學家阿爾芬首先提出而得名。存在於晶體、地球大氣層及宇宙空間的等離子體內,對於許多等離子體現象有重要作用。
阿爾芬波是等離子體中的一種沿磁場方向傳播的波,這種波的頻率遠低於等離子體的迴旋頻率,是一種線偏振的低頻橫波。處在磁場中的導電流體在垂直於磁場的方向上受到局部擾動時,沿着磁感線方向的磁張力提供恢復力,就會激發阿爾文波。阿爾文波是由瑞典物理學家漢尼斯·阿爾文首先預言的,因此得名。後來隆德奎斯特(Lundquist)使用1特斯拉左右的磁場在水銀中觀察到了阿爾文波,列納爾特(Lehnert)使用液態鈉也證實了阿爾文波的存在。
阿爾芬波性質
阿爾芬從電磁場理論出發,認為既然磁場在導電流體中引起的電磁應力等價於各向同性的壓力
,加上沿磁力線方向的張力
,這樣人們可以把磁力線描繪成猶如張力作用下的彈性弦。根據這一類比,阿爾芬於1942年提出:“彈撥”磁力線會產生沿磁力線方向傳播的橫波。我們知道,若流體是可壓縮的,則擾動能以聲波的形式自擾動源向外傳播,流體的可壓縮性是傳播聲波的必要條件。然而,對導電流體來説,即使是不可壓縮的,還能產生橫向的波向外傳播,而不存在流體的宏觀流動.這種波稱為阿爾芬波。
[1]
色散關係為
。
有電場、磁場和電流擾動,密度和壓力擾動為0。
這樣的波稱為斜阿爾文波。θ=0時是沿着磁感線的方向傳播的,稱為阿爾文波。此時阿爾文波的相速度為
[2]
:
阿爾芬波參與過程
阿爾芬波是行星際空間廣泛存在的一種主要的MHD波模,太陽風尤其是高速流的絕大多數擾動都存在明顯的阿爾芬波特性。阿爾芬波對空間等離子體的許多物理過程,如日冕加熱、太陽風加速、地磁擾動的形成等,都有着重要的貢獻,因而引起學者們的廣泛關注。
[3]
- 參考資料
-
- 1. 孫杏凡.《等離子體及其應用》:高等教育出版社,1982:54-56
- 2. 陳(F.F.Chen)著;林光海譯,等離子體物理學導論,人民教育出版社,1980.07,第207頁
- 3. 空間中心等提出一種新的行星際阿爾芬波診斷方法 .中國科學院[引用日期2016-12-04]