磁约束等离子体实验物理(王龙 著)思维导图
等离子体物理讲义06_磁流体力学及静平衡12汇总
相当于垂直方向上的Ohm定律。
现在考察导心漂移运动产生的垂直电流。尽管漂移对粒子漂移的贡献最大,由于电中性条件以及电子离子的漂移方向相同,漂移产生的净电流也为零。再考察其它漂移的贡献,将电子的漂移与离子的漂移相减,然后对所有的粒子求和
~ d
代入漂移速度,漂移自动消去
d
d
d
假设粒子服从稳定Maxwell分布,在速度空间的局域直角坐标系中
2.2拓扑不变量
在理想MHD
中,任何有限体积中包含无数多条磁通管。关于磁
通量管,具有拓扑不变量,在MHD湍流和快发电机理论有重要应用。对于有闭合曲线围合的曲面,磁通量定义为
Φ ·d
·d
d
考虑积分
· d
其中是中的第条磁通管的体积。磁通管以速度与流体一道运动,则的时间变化为
d
∂
· d ·
∂
d ·
d
d
其中最后一项
L ,d是曲面边界元。一般说来回转轨道的法向沿方向,与d并不平行,如图3所示,其投影减少了单次穿越所选曲面的粒子数
目。体积元内速度为的粒子数为d d d ,相应的电流为d d d ,通过对速度空间和沿曲面边界的所有体积元积分,
即得总磁化电流
M 2 d ·d对于局域Maxwell平衡分布,积分并引入M ,得到
dΦd
∂
·d
d ·
根据Stokes定理及理想电磁感应方程,得到
dΦ
∂
·d
·d
因此
dΦ
表述1有个推论,考虑两条闭合曲线和在时刻为磁力线所连接,这些磁力线形成一条磁通量为Φ的磁通管。随着流体运动,既然在组成磁通管的曲面上dΦ /d 0,在以后任何时刻,这条磁通管的磁通量保持不变。由于磁通管的两端可以收缩为无穷小,磁通管就
小学教育ppt课件教案磁效应的探索历程知识思维导图
法拉第电磁感应定律发现
总结词
法拉第电磁感应定律是揭示电磁感应 现象的基本规律，阐述了磁场变化时 会在导体中产生感应电动势的原理。
详细描述
法拉第通过实验观察到当磁场变化时 ，导体中会产生感应电流，进而总结 出电磁感应定律。这一发现为发电机 和变压器的制造奠定了基础，推动了 电力工业的发展。
麦克斯韦方程组建立与意义
关键知识点总结回顾
磁效应定义
磁效应是指磁场对通电导体产 生的力的作用，包括磁场对电
流的吸引和排斥。
奥斯特实验
奥斯特实验是发现电流磁效应 的实验，通过该实验证明了电 流周围存在磁场。
磁场方向
磁场方向是指磁场中某一点的 磁场方向，规定小磁针静止时 北极所指的方向为该点的磁场 方向。
磁感应强度
磁感应强度是描述磁场强弱的 物理量，单位是特斯拉（T）。
描述磁场分布的闭合曲线，其方向规 定为小磁针静止时N极所指方向为该 点磁感线的切线方向。
磁场方向
磁场中任一点的磁场方向与该点磁感 线的切线方向一致。
磁场强度与单位
磁场强度
描述磁场强弱的物理量，单位为安培/米（A/m）。
磁场强度单位
奥斯特（Oe）和特斯拉（T），其中1T=10000Oe。
02
古代对磁效应观察和利用
思维和解决问题的能力。
相关科技前沿动态关注建议
磁性材料
随着科技的发展，磁性材料在工 业、医疗、能源等领域的应用越 来越广泛，关注磁性材料的最新 进展有助于拓展学生的知识视野 。
磁场测量技术
磁场测量技术是研究磁场的重要 手段，关注磁场测量技术的最新 进展有助于加深学生对磁场概念 的理解。
磁现象在生活中的
前景展望
无线充电技术有望在未来进一步发展和完善，提高充电效率和安全性，降低成本，拓展应 用场景，如电动汽车、智能家居等。
史上最全高中物理思维导图(珍藏版)
史上最全高中物理思维导图(珍藏版)1.运动的描述运动是物体在空间中的位置和状态随时间的变化。
它可以用位移、速度和加速度等物理量来描述。
位移是物体从一个位置到另一个位置的距离和方向的变化，速度是物体在单位时间内位移的大小和方向，加速度是物体速度变化的速率。
2.重力基本相互作用重力是一种基本的相互作用，它是质量间的吸引力。
根据万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量和距离的平方成正比，与它们之间的相对位置无关。
3.相互作用除了重力，还有电磁力和强核力等相互作用。
电磁力是带电粒子之间的相互作用，它包括静电力和磁力。
强核力是质子和中子之间的相互作用，它使原子核保持稳定。
4.牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动的基本定律。
第一定律指出，物体如果没有受到外力作用，将保持静止或匀速直线运动。
第二定律指出，物体受到的合力等于它的质量乘以加速度。
第三定律指出，相互作用的两个物体之间的力大小相等、方向相反。
5.力的合成与分解力的合成是将多个力合成为一个力的过程，力的分解是将一个力分解为多个力的过程。
这些过程可以用向量图形来表示。
6.牛顿第一定律、第三定律牛顿第一定律指出，物体如果没有受到外力作用，将保持静止或匀速直线运动。
牛顿第三定律指出，相互作用的两个物体之间的力大小相等、方向相反。
7.摩擦力摩擦力是物体之间相互作用的一种力，它阻碍物体相对运动。
摩擦力包括静摩擦力和动摩擦力。
8.运动的合成与分解、曲线运动、抛体运动运动的合成是将多个运动合成为一个运动的过程，运动的分解是将一个运动分解为多个运动的过程。
曲线运动是指物体在空间中沿曲线运动的过程。
抛体运动是指物体在重力作用下沿抛物线运动的过程。
9.圆周运动圆周运动是指物体在固定半径的圆周上做匀速运动的过程。
圆周运动的速度和加速度的大小和方向都在不断变化。
10.弹力弹力是一种恢复力，它是物体被压缩或拉伸后恢复原状的力。
弹簧和橡皮等弹性材料都会产生弹力。
11.万有引力与航天万有引力是一种基本的相互作用，它是质量间的吸引力。
浙教版八年级科学下册思维导图(全册)
浙教版八年级科学下册思维导图（全册）第1章电和磁思维导图目录电和磁节节节节节节一P1 2 3 4 56 7M H指南针为什么能指方向 电生磁 电磁铁的应用 电动机 磁生电 家庭电路 电的安全使用编十"*0 ■< ■J — * "恤 f勁电动机Cg ］电GR 铁的应用圖1BE休上磁性最强的部位H If理N祀険决淇*同名拠相互抖E斥异名磁极相互啪引衙极间的作用f使没有谨性的物体得到遊性的过程-晦念用蛊箱在钢棒上沿同一方向摩擦十第次「方法磁现象附地暉场地理南极是地磁场的北饭，地理北饭是地磁场的南扱指南针南极指南（地磁场北极）小谨针北极所着的方向为磁场方向百箭头義顽磁场方向；磁感红密磁场强r疏磁场弱夕HE场：从N到S内部逑场：从5到N底屯导件同围存在葩场-冥斯桔实殓醯场电导融中心的同「匕圍「吕通电导録垂亘「向夕曲场逐渐林电生蹿调节R,比较A喙弓I大头针的雰少-赳施大＜1、探究电晞铁r-晡性强弱的影响因索羽右手：如图大拇指方向为电磴方向,0 指环毙方向为磁场方向咏变,血中有无枝芯比较大头針旁少自无扶苗用右手：四指坯绕庁叵为电踰方向「大拇指戶鬥旨万向为电竝铁N战方向fVF变B下面大淘+的雰少-戒圏降电遵扶的磁场廿在卑条形磁铁相似通过目隔的佔无殛制歯钳肖无电珮趙重机电拎：随温度上升接通担制宙源,产生魏生吸引衔铁,电铃咂电徳蹩电器具悴应用来垃自动控制:随着水上升，达到嘗戒水位时接11控制电懑「产生磁性吸引衔铁，红XJ亮电訖夭小至化的叫輯电隹号匣过电主v彖決听-> 生兀同的逑注,丛而校薄全屋版产生石同'吃（転訪來圧愿肖电詛专提哥輕=挖制电番工柞乜毒廩理：挖制电勝幵驻整通衔誹吸下,每灯亮，览制电痒幵爻断幵「匚弹蚩吸引D与与惑ftawcr亮臓:低电庄翦电舷制茗电压强电渝r 并巨可以实验巨商咼制通电导体在磁场中受力运动。
运动方向与电漩方向、磁场方向有芙基本原理运动方向判断（左手定律）如图磁感纯穿过手心，四指方向为电流方电‘大拇拒方向国受力运动的方向电动机画电动机廈理通电注昌在金场牛受巧转动，乙圏中线困受力转动,转到甲厘所示位置* 田于二力平衡「不能继绽转动。
(完整)高中物理必修1第三章相互作用思维导图
万有引力 电磁相互作用
远程力
力的三要素
ห้องสมุดไป่ตู้
大小 方向
力的图示 力的示意图
力的效果
作用点 使物体发生形变 改变物体运动状态
使物体产生加速度 a 使物体速度发生变化
强相互作用 弱相互作用
短程力，原子 核内 10-15m 范 围内，弱是强 的 10-6 倍。
互
作
常见的 三种力
弹力
用
大小 胡克定律 F=kx 平衡法 牛顿第二定律法 牛顿第三定律过渡
方向 作用点
与施力物体的形变方向相反
在接触点（接触力）
面 与面（切面）垂直且指向受力物体。 绳 沿绳背离受力物体（指向绳收缩的方向）。 杆 不一定沿杆（具体问题具体分析）
常见弹力 拉力 推力
压力 支持力
摩擦力
产生 大小 方向
共点力 共同作用在同一点，或力的作用线交于一点。（力的合成与分解针对共点力）
运算法则 平行四边形定则 三角形定则 正交分解
力的运算
力的合成 |F1|-|F2|≤F 合≤F1+F2 分解原则 任何一个力都有无数的分解方式，通常要根据实际效果分解
力的分解
已知一个分力大小方向 已知两个分力的方向
有唯一解 有唯一解
分解类型 已知两个分力的大小
实验：验证平行四边形定则。
已知一个分力的大小 F2 和另一个分力的方向θ
F2<Fsinθ F2＝Fsinθ Fsinθ<F2<F F2≥F
有无数解 无解
有唯一解 有两种解 有唯一解
产生 由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力
大小 方向
等离子体物理+磁约束
1879年，克鲁克斯（W.
1902 年 ， 克 尼 理 （ A.
E. Kenneally ） 和 赫 维 塞 德 （ O. Heaviside），电离层假设，解释短波无线电在天空反射的现象
1923年，德拜（P. Debye），等离子体屏蔽概念 1925年，阿普勒顿（E. V. Appleton），电磁波在电离层中传播
2 ci 12
其中 v , ρ c 分别为碰撞频率和回旋半径 • 输运步长（或退相关长度）为回旋半径 −1 • 退相关时间为碰撞时间 τ = v
磁约束聚变的能量约束时间
dW W = P− dt τE W
W 等离子体总内能 P 等离子体总加热功率
τE
∫ ∫ =
3 2 3 2
ne (Ti + Te )dV ne (Ti + Te )dV P
EAST@等离子体物理研究所
国外主要磁约束聚变装置
JT-60@日本
JET@英国
DIII-D@美国
Tore Supra@法国
科大环形实验装置(KTX)
欧姆场线圈 大半径: 纵场线圈 平衡场线圈 小半径: 导体壁（铜）厚: 等离子体电流: 脉冲宽度: 环电压: 等离子体电感: 极向磁通: 电子温度: 等离子体密度 1.4 m 0.4 m 1.5 mm 0.1～0.5 MA 10～30 ms 10～50 V ～ 4 μH 3 V۰S 600 ～ 800 eV ～1019m-3
冷等离子体 Te≠Ti, Ta
热等离子体 Te＝Ti, Ta
聚变、太阳核心 低 温 等离子体 高 温 等离子体
100000C 1eV
电子温度
提纲
1 2 3 4 等离子体的定义与分类
等离子体物理发展简史
高中物理、化学、生物思维导图(精华版)
高中物理、化学、生物思维导图（精华版）考生可对照理综思维导图，构建自己的思维导图，针对自身情况标注重点，
帮助巩固记忆。
一、物理
1、运动的描述
2、重力基本相互作用
3、相互作用
4、牛顿运动定律
5、力的合成与分解
6、牛顿第一定律、第三定律
7、摩擦力
8、运动的合成与分解曲线运动抛体运动
9、圆周运动
10、弹力
11、万有引力与航天
12、牛顿第二定律及其应用
13、曲线运动
14、静电场
15、机械能守恒定律能量守恒定律
16、电势能电势电势差
17、电荷守恒定律库仑定律
18、宇宙航行
19、机械能守恒定律
20、功功率
21、势能动能动能定理
22、静电场中的导体电容器电容
23、电场电场强度
24、气体
25、磁场
26、交变电流
27、电磁感应现象楞次定律
28、法拉第电磁感应定律及其应用
29、带电粒子在电场中的运动
30、磁场磁感应强度
31、电磁感应
32、电磁感应与现代生活
33、恒定电流
34、焦耳定律闭合电路的欧姆定律
35、欧姆定律电阻定律
36、安培力洛伦兹力带电粒子在匀强磁场中的运动
37、分子动理论
38、力与机械
39、动量守恒定律
40、热力学定律
41、热与热机
42、光
43原子核
44、机械波
45、波粒二象性
46、物态和物态变化
47、相对论简介
48、实验与探究
49、机械振动
50、气体
51、原子结构
52、电磁波
二、化学。
等离子体物理+磁约束
1928年，朗缪尔（I.
念
Langmuir），等离子体集体振荡等重要概 Tonks）首次提出“Plasma”一词
1929年，朗缪尔与汤克斯（L.
等离子体物理发展的里程碑(II)
1937年，阿尔芬（H. 1946年，朗道（L.
阻尼，即朗道阻尼
Alfven），等离子体与磁场的相互作用 在空间和天文物理学中起重要作用 Landau）理论预言等离子体中存在无碰撞
Bohm扩散
在1946年, Bohm等人在磁弧实验观察到反常扩 散现象,获得一个半经验的扩散系数公式:
上世纪60年代，在C型仿星器上实验发现，等 离子体约束时间遵从Bohm扩散定标律： −1 2 2 τ E [m= s ] 3.6 × 10 a [cm ] B 0 [T ] Te [eV ] Bohm扩散的随机游走估计
07 等离子体HID大灯 08 等离子体生产氢燃料 09 等离子体辅助燃烧 10 等离子体尾气处理器 11 等离子体臭氧水净化器 12 等离子体淀积LCD显示屏
13 等离子体淀积硅太阳能电池 14 等离子体加工微电子器件 15 等离子体制药过程中的灭菌 16 等离子体处理的聚合物 17 等离子体处理的纺织品 18 等离子体处理的心脏起搏器
∆r q ρ c
新经典输运 香蕉区
veff < vb 或 v <
ε 3 2 vt
qR
D NC ~ ε −3/2 q 2 D C
碰撞区
v≥
平台区 32 ε vt vt ≤ν ≤ qR qR vt q C NC D D νR
ε 3/2 v t
qR
D NC ~ (1 + 2q 2 ) D C