阿尔文波

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阿尔文波,又称剪切阿尔文波,是等离子体中的一种沿磁场方向传播的,这种波的频率远低于等离子体的回旋频率,是一种线偏振的低频横波。处在磁场中的导电流体在垂直于磁场的方向上受到局部扰动时,沿着磁感线方向的磁张力提供恢复力,就会激发阿尔文波。阿尔文波是由瑞典物理学家汉尼斯·阿尔文首先预言的,因此得名。后来隆德奎斯特Lundquist)使用1特斯拉左右的磁场在水银中观察到了阿尔文波,列纳尔特(Lehnert)使用液态钠也证实了阿尔文波的存在。

运动的阿尔文波。
A cluster of double layers forming in an Alfvén wave, about a sixth of the distance from the left.
图例:
红色=electrons
绿色=ions
黄色=electric potential
橙色=parallel electric field
粉色=charge density
蓝色=magnetic field

阿尔文波的色散关系为:

这样的波称为斜阿尔文波。θ=0时是沿着磁感线的方向传播的,称为阿尔文波。此时阿尔文波的相速度为:

称为阿尔文速度,其中μ0是等离子体的磁导率ρ0是离子的密度。在垂直于磁感线的方向上阿尔文波不能传播。

阿尔文时间[编辑]

等离子体物理中, 阿尔文时间是波动现象的一个重要时标。它和阿尔文速度的关系为:

式中 代表了系统的特征尺度。例如,托卡马克中较小的环的半径。

Cold plasma floating in the corona above the solar limb. Alfvén waves were observed for the first time, extrapolated from fluctuations of the plasma.

参见[编辑]

延伸阅读[编辑]