Lehrbuch Der Plasmaphysik Und Magnetohydrodynamik

ISBN-13: 9783211825709 / Niemiecki / Miękka / 1994 / 411 str.

Ferdinand Cap

Opis

Neben der Elementarteilchen- und der Festkorperphysik ist die Plasmaphysik eines der zukunftstrachtigsten Gebiete der Physik. Die vielen praktischen Anwendungen reichen von der Fusionsenergie, der Weltraumforschung, der Werkstoffbearbeitung, neuartigen Raketen und Teilchenbeschleunigern, neuen Quellen fur Licht, Teilchenstrahlung und Laserstrahlung, Plasmaschaltern, Plasmawellenleitern, Plasmakondensatoren u.a. bis hin zur Plasmaphysik des Festkorpers, zu plasmachemischen Methoden, etwa der Benzinerzeugung oder von Edelgasreaktionen, und zu Plasmakerzen zur Beseitigung von Sonderabfallen. Das vorliegende Lehrbuch gibt in einer fur Studenten, Techniker und Physiker leicht verstandlichen und anschaulichen Art einen kurzen Uberblick uber das Gesamtgebiet der Plasmaphysik und ihrer Anwendungen.

Spis treści

§ 1 Plasma und seine Anwendungen.- 1.1 Was ist ein Plasma?.- 1.2 Quasineutralität.- 1.3 Thermonukleare Fusion.- 1.4 Plasma im Weltraum.- 1.5 Technische Anwendungen.- 1.6 Magnetohydrodynamische Anwendungen.- § 2 Kennziffern und Klassifikation von Plasmen.- 2.1 Die Plasmafrequenz.- 2.2 Die Abschirmlänge.- 2.3 Der Plasmaparameter.- 2.4 Stoßweglänge und Stoßfrequenz.- 2.5 Klassifikation von Plasmen.- § 3 Die Bewegung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern.- 3.1 Die Gyrationsbewegung.- 3.2 Driftbewegung.- 3.3 Das Führungszentrum.- 3.4 Der Spiegeleffekt.- 3.5 Zeitlich rasch veränderliche Felder.- 3.6 Elektrische Ströme im Plasma.- 3.7 Makroskopische Wirkungen der Teilchenbewegung.- 3.8 Plasmaaufheizung im Teilchenbild.- § 4 Statistische Theorie.- 4.1 Verteilungsfunktion und Phasenraum.- 4.2 Liouville-Theorem und Vlasov-Gleichung.- 4.3 Stöße in der statistischen Theorie.- 4.4 Stoßintegrale.- 4.5 Die Gleichungen von FOKKER-PLANCK und LENARD-BALESCU.- 4.6 Lösungen der VLASOV-Gleichung.- 4.7 Gleichgewichtsverteilungsfunktionen.- 4.8 Die LANDAU-Dämpfung.- § 5 Magnetohydrodynamik.- 5.1 Die grundlegenden Gleichungen und ihre Randbedingungen.- 5.2 Energiesatz und Zustandsgieichung.- 5.3 Ideale und reale Magnetohydrodynamik.- 5.4 Die Gültigkeitsgrenzen der Magnetohydrodynamik.- § 6 Mehrflüssigkeitstheorie.- 6.1 Statistische Theorie.- 6.2 Die SCHLüTERschen Gleichungen.- 6.3 OHMsches Gesetz.- 6.4 Ionenschlupf und LORENTZ-Gas.- 6.5 Die SAHA-Gleichung.- 6.6 Transportvorgänge.- § 7 Spezielle Plasmatheorien.- 7.1 Die Driftnäherung.- 7.2 Quasimagnetohydrodynamik.- 7.3 Die doppelt adiabatische Magnetohydrodynamik.- § 8 Der Plasmaeinschluß.- 8.1 Plasmabehälter.- 8.2 Magnetohydrostatik.- 8.3 Kraftfreie Magnetfelder.- 8.4 Ist Selbsteinschluß möglich?.- 8.5 Der Pinch-Effekt.- 8.6 Die ScHAFRANOV-GRAD-ScHLüTER-Gleichung.- 8.7 Das Plasma im Torus.- 8.8 Magnetische Fallen.- § 9 Wellen und Instabilitäten.- 9.1 Schwingungen und Wellen.- 9.2 Das NYQUIST-Theorem.- 9.3 Nichtlineare Schwingungen und Wellen.- 9.4 Ursachen und Systematik der Instabilitäten.- § 10 Wellen in Plasmen.- 10.1 Arten von Wellen.- 10.2 Wellen im kalten Plasma.- 10.3 Wellen im warmen Plasma.- 10.4 Magnetohydrodynamische Wellen.- 10.5 Wellen im VLASOV-Plasma.- 10.6 Wellen in begrenzten Plasmasystemen.- 10.7 Plasmaheizung.- § 11 Die Instabilitäten der Magnetohydrodynamik.- 11.1 Die Instabilitätskriterien von SCHLüTER und BERNSTEIN.- 11.2 Spezielle MHD-Instabilitäten eines idealen Plasmas.- 11.3 MHD-Instabilitäten eines realen Plasmas.- 11.4 Instabilitäten in inhomogenen und anisotropen Plasmen.- 11.5 Die Abbruchinstabilität.- § 12 Mikroinstabilitäten.- 12.1 Das PENROSE-Kriterium und Strahlinstabilitäten.- 12.2 Mikroinstabilitäten im inhomogenen Plasma und im Tokamak.- 12.3 Nichtlineare Effekte.- 12.4 Neoklassischer Transport und das H-Regime.- § 13 Allgemeine Theoreme der Magnetohydrodynamik.- 13.1 Das Theorem von CROCCO und die Potentialbedingung.- 13.2 Die BERNOULLI-Gleichung und das TRUESDELL-Theorem.- 13.3 MHD-Dynamo und die Abbremsung der Sternrotation.- 13.4 Das Ausflußtheorem.- § 14 MHD-Strömungen eines inkompressiblen Plasmas.- 14.1 Strömungstypen und die HARTMANN-Strömung.- 14.2 POISEUILLE- und CouETTE-Strömung.- 14.3 Parallelströmung.- § 15 MHD-Strömungen eines kompressiblen Plasmas.- 15.1 Charakteristikentheorie.- 15.2 Potentialströmung.- 15.3 Instationäre Strömungen.- 15.4 Stoßwellen.- 15.5 Strömungsprobleme eines realen kompressiblen Plasmas.- 15.6 Plasmaströmung und Wärmeleitung.- 15.7 Das Grenzschichtproblem.- 15.8 Technische Anwendungen der Magnetohydrodynamik.- § 16 Instabilität und Turbulenz.- 16.1 Instabilwerden von Strömungen.- 16.2 Das BéNARD-Problem.- 16.3 Turbulenz.

O autorze

Ferdinand Cap zählt zu den bedeutenden theoretischen Physikern der Gegenwart. Er lehrte an den Universitäten Wien, New York und Innsbruck und hatte Gastprofessuren an zahlreichen Universitäten in Europa, Afrika, Asien und den USA inne. Zahlreiche Vorträge und Publikationen auf den Gebieten der Relativitätstheorie, Nuklearphysik, Plasmaphysik und der angewandten Physik. In Diskussionen mit Theologen hat er sich seit vielen Jahren mit dem Verhältnis zwischen Naturwissenschaft und Religion intensiv auseinandergesetzt.