等离子体物理初步——基本物理及动理论

本书分为9章，涵盖4个方面的内容。等离子体的基本物理方面包括等离子体物理基本概念，等离子体参量，电磁场中的单粒子运动规律，等离子体中的波及不稳定性；等离子体动理论方面包括Landau阻尼及一些等离子体的非线性现象；激光等离子体方面包括真空激光等离子体的膨胀理论，激光离子加速机制；量子电动力学(QED)等离子体方面包括近Schwinger极限场下，量子电动力学效应和等离子体的集体效应之间的相互响应和依赖关系。
“授人以鱼不如授人以渔”。本书的内容编排不同于普通的等离子体物理教材，目的是期望能够调动起学生的积极性，使他们学会并掌握处理等离子体物理问题的基本技能和技巧。
本书可供高年级本科生和一年级研究生阅读，也可供研究聚变等离子体，以及研究激光等离子体和强场QED的科学工作者参考。

第1章等离子体物理基本概念及应用范围
1.1等离子体
1.2准中性条件及其不必要性
1.3等离子体更为普遍
1.4等离子体的常见形式
1.5等离子体的温度
1.6Boltzmann关系与Debye屏蔽
1.7等离子体的应用范围
第2章粒子漂移与绝热不变量
2.1均匀场下的粒子漂移
2.2非均匀场下的粒子漂移
2.3绝热不变量μ、φ、J
第3章等离子体中的波及其色散关系的求解
3.1流体力学方程组与Maxwell方程组
3.2色散关系
3.3等离子体电子静电振荡——等离子体频率
3.4等离子体离子声波——低频振荡
3.5垂直于磁场的静电电子振荡
3.6垂直于磁场的静电离子波
3.7高频电磁波在等离子体中的传播(B0=0)
3.8垂直于B0的高频电磁波在等离子体中的传播
3.9平行于B0的高频电磁波在等离子体中的传播
3.10平行于B0的低频磁流体波——阿尔芬波
3.11垂直于B0的磁声波
3.12等离子体波的分类总结
第4章等离子体的不稳定性
4.1为什么会有不稳定性？
4.2磁流体平衡与比压
4.3磁场在等离子体中的扩散
4.4不稳定性的分类
4.5双流不稳定性
4.6重力不稳定性
4.7阻抗漂移波
4.8等时性回旋加速器中的类负质量不稳定性
第5章Boltzmann方程与Vlasov方程
5.1相空间和Liouville定理
5.2从微观量到宏观量的桥梁——相空间分布函数
5.3Boltzmann方程推导
5.4BBGKY链式方程和Boltzmann方程
5.5从Boltzmann方程导出宏观量守恒方程组
5.6H定理及Maxwel热平衡的速度分布率
5.7Boltzmann方程在等离子体物理中的表现形式
第6章Landau阻尼
6.1围道积分与Landau阻尼
6.2Landau阻尼的物理意义
6.3非线性Landau阻尼
6.4细解冲浪模型和相空间分析
6.5Landau阻尼的纯物理推导与实验验证
6.6离子Landau阻尼
第7章等离子体中的非线性效应
7.1等离子体壳层、Bohm临界条件和孩儿定律
7.2离子声冲击波与Sagdeev势
7.3有质动力势
7.4参量不稳定性
7.5振荡双流不稳定性和参量衰变不稳定性
7.6等离子体回波
7.7非线性Landau阻尼
7.8非线性等离子体物理中的方程
第8章真空等离子体膨胀理论及其应用
8.1等离子体膨胀的一般理论
8.2高能电子尾状分布决定的离子加速
8.3超热电子回流现象对离子加速的影响
8.4双相对论电子壳层诱导的质子加速新机制
8.5相对论Maxwell-Juttner等离子体膨胀
8.6相对论辐射压力加速解析模型
第9章量子电动力学等离子体简介
9.1相对论静电漂移对真空量子电动力学双折射的影响
9.2强电磁波场中真空QED双折射对角度和相位的依赖关系
9.3热相对论正负电子对等离子体中量子电动力学双折射的零点条件
9.4QED等离子体在脉冲星参数估算中的应用
参考文献