等离子体物基础知识总结
等离子体的小知识
1eV=11605K。
3.Fischer—Tropsc菲舍尔-特罗普施工艺
转换混合物一氧化碳和氢变成液体烃.这些反应发生在金属的存在催化剂，通常在150~300 °C （302~572 °F）的温度和 1 到几十个大气的压力下。
菲舍尔-特罗普施工艺涉及一系列化学反应，这些化学反应产生各种碳氢化合物，理想情况下具有配方（CnH2n±2).产生更有用的反应烷烃如下：（2n = 1）H2 + n CO = CnH2n±2 + n H2O
其中n通常为10~20。
甲烷的形成（n = 1）是不需要的。
生产的主要阿尔卡尼往往是直链，适合作为柴油.除了烷烷形成外，相互竞争的反应还给少量的烯烃，以及醇和其他含氧碳氢化合物。
[4]
在通常的实施中，一氧化碳和氢气，FT的原料，由煤,天然气或生物在称为气化.费舍尔-特罗普施工艺，然后将这些气体转换成合成润滑油和合成燃料.[3]菲舍尔-特罗普施工艺作为低硫柴油的来源，以及解决
石油衍生碳氢化合物的供应或成本问题，
一氧化碳的关联吸附
C-O键的分裂
2 H2的离解吸附作用
将2个H转移到氧气中，生成H2O。
解吸H2O
将2个H转移到碳上，生成CH2。
4.溶剂效应（solvent effect）亦称“溶剂化作用”。
指液相反应中，溶剂的物理和化学性质影响反应平衡和反应速度的效应。
溶剂化本质主要是静电作用。
对中性溶质分子而言，共价键的异裂将引起电荷的分离，故增加溶剂的极性，对溶质影响较大，能降低过渡态的能量，结果使反应的活化能减低，反应速度大幅度加快。
了解溶剂效应，有助于研究有机物的溶解状况和反应历程。
1绪论-等离子体基本知识
＋
屏蔽层厚度： 屏蔽层厚度：德拜长度 λD
－
在等离子体中引入电场，经过一定的时间， 在等离子体中引入电场，经过一定的时间，等离 子体中的电子、离子将移动，屏蔽电场——德拜 子体中的电子、离子将移动，屏蔽电场 德拜 屏蔽
德拜屏蔽鞘层
设想在等离子体中插入一电极， 设想在等离子体中插入一电极 ， 试图在等离子体 中建立电场，电子将向电极处移动， 中建立电场 ， 电子将向电极处移动 ， 离子则被排 斥，电极所引入的电场仅局限在较小尺度的 “鞘 方程： 层” 中静电势满足 Poisson 方程：
r 2 e 2δ n U = eV = 3ε 0
此能量仅来自与有限的动力学温度T有关的动能 此能量仅来自与有限的动力学温度 有关的动能 1 1 U = KT = eT ′ 2 2 可得到与电中性的相对偏离： 可得到与电中性的相对偏离： n δ
3T ′ε 0 = n 2er 2 n0
1.1.3 等离子体鞘层
等离子体物理
磁流体动力学
等离子体物理发展简史
19世纪 年代起 世纪30年代起 世纪 放电管中电离气体， 放电管中电离气体，现象认识 建立等离子体物理基本理论框架 20世纪 年代起 世纪50年代起 世纪 受控热核聚变 空间技术 等离子体物理成为独立的分支学科 20世纪 年代起 世纪80年代起 世纪 气体放电和电弧技术发展应用 低温等离子体物理发展
hν = ε e − ε e ′
εe′
εe
-
-
E
hv
回旋辐射
Ω = eB / me
×××× ×××× B hv ×××× ×××× hv ×××× ××××
基础等离子体物理学
最简单的例子是由一种离子和电子组成的完全电离的，其整体为电中性的体 系。最初的等离子体物理研究也称为完全电离气体物理学。（一本 pioneer 的专著 Physics of fully ionized gases 的作者 L. Spitzer Jr ，Prof. of Princeton Uni.,由我 国等离子体和聚变研究的先驱 王承书先生和 金百顺先生译成中文）。因此，早 期人们将完全电中性作为界定等离子体的基本条件之一。现在，完全电中性对聚 变等离子体、空间等离子体、太阳等离子体等仍然是主要的物理特性之一（除很 小的边界区外），但对等离子体壳层(plasma sheath)，等离子体加速器、微波器件、 离子束环等重要物理体系，可以是非电中性的，因而内部电场对体系的性质起重 大影响（如引起等离子体转动）[一本经典专著： Introduction to the physics of non-neutral plasmas, 作者 D C Davidson 是 Physics of Plasmas 的主编]。等离子 体物理的研究范围也更广泛了。因为，已经不是由一种定义来界定研究范围，更 主要的，人们根据研究内容和研究方法的共同性或类似性来归纳学科范畴。“非 电中性等离子体”的意思就是这种物理系统是大量电子和离子组成的，但其整体 并没有达到电中性。但本质上，它仍然是等离子体物理的一个分支。
等离子总结
等离子总结等离子（plasma）是物质的一种状态，介于气体和固体之间。
在等离子体中，电子从原子中被解离，形成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子。
等离子体是自然界中存在的一种物质状态，也是实验室中常见的一种状态。
等离子体在宇宙中广泛存在，如太阳和其他星球的外大气层、闪电和等离子体体积（plasma sphere）等。
在地球上，等离子体在人工光源中，如气体放电管和等离子体显示器中得到应用。
等离子体的特性等离子体的特性如下：1.电中性：等离子体内正电荷和负电荷的数量相等，因此整体呈电中性。
虽然等离子体内部存在电子、离子和中性原子，但正负电荷之间具有良好的平衡，不会引起局部电荷积累。
2.高度可导电性：等离子体中存在大量自由电子，它们可以自由移动，并使等离子体具有良好的导电性。
这使得等离子体在电磁场中具有较好的响应性能。
3.高度可压缩性：与气体相比，等离子体的粒子之间的相互作用较强，具有较高的密度和较小的平均自由程。
因此，等离子体比气体更容易被压缩和形成较高密度的区域。
4.热力学非平衡性：等离子体通常具有高温和低密度的特点，这种高能量状态使得等离子体处于热力学非平衡状态。
这种非平衡状态使等离子体具有丰富的化学反应性和辐射特性。
等离子体的应用等离子体的特性使得它在许多领域得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域。
光源等离子体可以被用作照明的光源。
气体放电灯和等离子体显示器是利用等离子体的原理制造的。
气体放电灯中的气体被通过放电产生的等离子体激发，从而产生明亮的光。
材料处理等离子体可以用于材料的表面处理。
等离子体处理技术可以清洁、活化和改变材料表面的化学和物理性质，以适应特定的应用需求。
等离子体处理被广泛应用于材料的清洗、薄膜沉积、表面合金化等领域。
医疗应用等离子体在医疗领域有广泛应用。
等离子体切割技术可以用于手术刀，通过产生高能量等离子体来准确切割和消融组织。
等离子体消毒技术也被用于医疗设备和器械的清洁和消毒，以杀灭病原体。
等离子体物理基础
等离子体物理基础等离子体是一种以等离子体态的物质状态，它是由气体或固体在高温、高压或强辐照等条件下失去或获得电子而形成的，具有正离子和自由电子的等离子体。
等离子体物理研究的是等离子体的性质、行为和应用，并在诸多领域中有着广泛的应用。
一、等离子体形成的条件和特点1. 形成条件：等离子体形成有多种条件，如高温、高压和强电磁场等。
在高温条件下，物质分子能够克服束缚力，失去电子，形成带正电荷的离子和自由电子。
高压也能够促进电子的跃迁，使物质形成等离子体。
此外，强电磁场的作用也能够使等离子体形成。
2. 特点：等离子体具有电中性，但整体呈带电状态。
等离子体中自由电子的存在使得它具有导电性和磁场感应性。
另外，等离子体还具有高可压缩性和高扩散性，能够通过电场和磁场受力。
二、等离子体的分类根据温度和密度的不同，等离子体可以分为等离子普通态、等离子凝聚态和等离子极端态。
1. 等离子普通态：等离子普通态是指在常规条件下形成的等离子体。
它常见于自然界中的闪电和恒星等高温物质，以及工业和科研实验室中的等离子体设备，如等离子切割和等离子喷涂。
2. 等离子凝聚态：等离子凝聚态是指在较低温度和高密度条件下形成的等离子体。
其中包括电子气、等离子流体和凝聚态等离子体。
等离子凝聚态在材料科学、凝聚态物理和聚变能等领域有着广泛的应用。
3. 等离子极端态：等离子极端态是指在极端条件下形成的等离子体，如在极低温度、极高压力或强磁场条件下形成的等离子体。
这些条件下的等离子体在科学研究和天体物理学中具有重要作用。
三、等离子体物理的研究领域等离子体物理作为一门综合性的学科，涉及到许多领域和应用，如天体物理学、磁约束聚变、等离子体加热和等离子体诊断等。
以下是部分研究领域的介绍：1. 天体物理学：天体物理学研究宇宙中的等离子体，如恒星、星际等离子体，以及与宇宙射线和宇宙成分的相互作用。
这一领域的研究对于理解宇宙的起源和演化过程有着重要意义。
2. 磁约束聚变：磁约束聚变是一种利用等离子体自身的磁场来达到高温和高密度条件的核聚变技术。
等离子体物理基础知识总结
等离子体基础知识总结冷等离子体是等离子体一种近似模型。
它假定等离子体的温度为零，用来讨论热效应可以忽略的物理过程。
例如，等离子体中的波，当其相速度远大于平均热速度、同时回旋半径远小于垂直于外磁场方向的波长时，热效应不重要，便可用冷等离子体模型来讨论（这种波称为冷等离子体波）。
在实际处理中，冷等离子体模型也可用于高温等离子体。
在等离子体中同时存在三种力：热压力、静电力和磁场力。
它们对于等离子体粒子的扰动都起着弹性恢复力的作用。
因此等离子体不像一般的弹性体，波动现象非常丰富，存在着声波（热压力驱动）、纵波（静电力驱动）、横波（电磁力驱动）以及它们的混杂波。
热压力的存在会产生类似中性气体中声波的“离子声波”，静电力的存在会产生静电波，电磁力的存在会产生电磁波。
这些波又不是单独产生的，常常还同时产生形成混杂波。
等离子体中的波基本形式通常分为三类：静电波、电磁波和磁流体力学波。
群速度不能超过光速，因为群速度表示波所携带“信息”在空间的传播快慢。
而相速度可以超过光速，相速度是常相位总移动速度，不携带任何信息。
波群在色散系统中传播是，组成该波群的不同频率的单色波具有不同的相速，在传播过程中各单色波之间的相位关系将发生变化，从而导致信号的失真，这就是色散。
“色散”两字的本省意思实际上指信号的失真（或称畸变），它是由于组成波群的各单色波因频率不同因而相速不同引起的，所以把这种相速随频率改变的现象也叫做色散。
如果两列波具有相同的速率（相速度），则最终形成的波的包络也具有和原来两列波相同的速率（群速）：无色散如果两列波速率（相速度）略有不同，则最终形成的波的包络和原来两列波相同的速率（群速）不相同：存在色散波的偏振即是波的极化，是指空间固定点的波矢量E 的端点在2π/w 时间内的轨迹，对于电磁波是指电磁波中的电场矢量的端点轨迹如果等离子体中的电子与均匀的粒子本底有个位移，将会建立电场，它将把电子拉回到原来的位置。
由于惯性，电子将冲过平衡位置，并以特征频率围绕它们的平衡轴振荡。
等离子体物理：等离子体产生与性质
电离的粒子质量计算成分
点是受仪器性能和测量条件限制
• 探针诊断法：通过测量等离子体中探
• 探针诊断法：优点是测量精度高，缺
针的电压信号计算成分
点是受探针位置和形状影响
04
等离子体的稳定性与输运
性质
等离子体的稳定性及其影响因素
影响因素
• 电离程度：电离程度越高，等离子体越稳定
• 温度：温度越高，等离子体越稳定
激光诱导击穿法产生等离子体
01
02
激光诱导击穿法
应用
• 通过激光束聚焦在材料表面，产
• 等离子体加工：利用激光诱导击
生高温高压区，使材料电离
穿法产生等离子体
• 等离子体光谱分析：利用激光诱
温度高，能量密度大，可控性好
导击穿法产生的等离子体进行光谱分
析
化学放电法产生等离子体
影响因素
• 电离程度：电离程度越高，等离子体的电导率越高
• 温度：温度越高，等离子体的热导率越高
• 压力：压力越高，等离子体的扩散系数越低
等离子体与壁面的相互作用
01
相互作用
• 指等离子体与容器壁、电极等固体物表
面的相互作用
• 相互作用包括吸附、溅射和气体分子的
再结合等过程
02
影响
• 等离子体的能量损失：与壁面相互作用
等离子体密度的测量方法
测量方法
优缺点
• 吸收光谱法：通过测量等离子体对光
• 吸收光谱法：优点是测量精度高，缺
的吸收程度计算密度
点是受光谱仪分辨率限制
• 激光干涉法：通过测量等离子体的折
• 激光干涉法：优点是测量速度快，缺
射率变化计算密度
点是受激光源和探测器性能限制
等离子体物理基础
等离子体物理基础引言等离子体是一种由电子和离子组成的高度电离的气体态物质。
它在自然界中广泛存在，如太阳、闪电等，也可人工产生，如等离子体显示器、核聚变等。
本文将介绍等离子体的基本概念、性质和应用。
一、等离子体的基本概念等离子体是由气体在高温或高能量激发下电离而形成的。
在等离子体中，气体原子或分子中的电子被剥离，形成自由电子和正离子，从而使等离子体具有整体的电中性。
等离子体的电磁性质和输运性质与普通气体有很大的差异，因为等离子体中电子和离子的行为受到电磁场的影响。
二、等离子体的性质1. 电导性：等离子体具有良好的电导性，因为自由电子和正离子的存在使得电荷能够在等离子体中自由传导。
这也是等离子体广泛应用于电子器件和电磁场控制的原因之一。
2. 等离子体的辐射：等离子体在高能量激发下会释放能量并辐射出光线。
这种辐射现象被广泛应用于等离子体显示器、激光器等领域。
3. 等离子体的热力学性质：由于等离子体的高度电离特性，其热力学性质与普通气体有所不同。
等离子体的温度定义也与普通气体不同，常用电子温度和离子温度来描述等离子体的热力学状态。
三、等离子体的应用1. 等离子体显示器：等离子体显示器利用等离子体在电场作用下发射出的光来显示图像。
由于等离子体显示器具有高亮度和快速响应的特点，被广泛应用于电视、电子游戏等领域。
2. 核聚变：等离子体在高温和高压条件下能够实现核聚变反应，这是太阳和恒星等天体能源的来源。
人们通过研究等离子体物理，试图在地球上实现核聚变技术，以解决能源危机问题。
3. 等离子体医学应用：等离子体在医学领域也有广泛应用，如等离子体刀用于手术切割和止血，等离子体杀菌用于消毒和灭菌等。
结论等离子体物理是一个复杂而有趣的研究领域，涉及到物质的高度电离状态和与电磁场的相互作用。
等离子体在许多领域都有重要的应用，包括电子器件、能源研究和医学领域。
深入研究等离子体物理，对于推动科学技术的发展和解决实际问题具有重要意义。
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等离子体基础知识总结冷等离子体是等离子体一种近似模型。
它假定等离子体的温度为零，用来讨论热效应可以忽略的物理过程。
例如，等离子体中的波，当其相速度远大于平均热速度、同时回旋半径远小于垂直于外磁场方向的波长时，热效应不重要，便可用冷等离子体模型来讨论（这种波称为冷等离子体波）。
在实际处理中，冷等离子体模型也可用于高温等离子体。
在等离子体中同时存在三种力：热压力、静电力和磁场力。
它们对于等离子体粒子的扰动都起着弹性恢复力的作用。
因此等离子体不像一般的弹性体，波动现象非常丰富，存在着声波（热压力驱动）、纵波（静电力驱动）、横波（电磁力驱动）以及它们的混杂波。
热压力的存在会产生类似中性气体中声波的“离子声波”，静电力的存在会产生静电波，电磁力的存在会产生电磁波。
这些波又不是单独产生的，常常还同时产生形成混杂波。
等离子体中的波基本形式通常分为三类：静电波、电磁波和磁流体力学波。
群速度不能超过光速，因为群速度表示波所携带“信息”在空间的传播快慢。
而相速度可以超过光速，相速度是常相位总移动速度，不携带任何信息。
波群在色散系统中传播是，组成该波群的不同频率的单色波具有不同的相速，在传播过程中各单色波之间的相位关系将发生变化，从而导致信号的失真，这就是色散。
“色散”两字的本省意思实际上指信号的失真（或称畸变），它是由于组成波群的各单色波因频率不同因而相速不同引起的，所以把这种相速随频率改变的现象也叫做色散。
如果两列波具有相同的速率（相速度），则最终形成的波的包络也具有和原来两列波相同的速率（群速）：无色散如果两列波速率（相速度）略有不同，则最终形成的波的包络和原来两列波相同的速率（群速）不相同：存在色散波的偏振即是波的极化，是指空间固定点的波矢量E 的端点在2π/w 时间内的轨迹，对于电磁波是指电磁波中的电场矢量的端点轨迹如果等离子体中的电子与均匀的粒子本底有个位移，将会建立电场，它将把电子拉回到原来的位置。
由于惯性，电子将冲过平衡位置，并以特征频率围绕它们的平衡轴振荡。
这个特征频率被认为是等离子体频率(plasma frequency)。
非磁化等离子体中的静电波 假定：（1）不存在磁场；B=0；（2）不存在热运动（kT=0）；（3）离子以均匀分布固定在空间中；（4）等离子体的大小为无限大。
（5）电子只在x 方向运动。
因此，不存在涨落磁场，这是一种静电振荡。
得到等离子体的振荡频率是 该频率称之为电子静电振荡或者朗缪尔振荡。
这个频率取决于等离子体的密度，它是等离子体的基本参量之一。
因为m 很小，等离子体频率通常是很高的。
上式告诉我们，发生等离子体振荡时，必定有一个只取决于n 的频率。
尤其，ω与k 无关，所以，群速度d ω/dk 为零。
2/1020⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=e pe m e n εω注意以下几点：在某种程度上，这种振荡很难被认为是一种“正常”的波，因为它不传播能量或信息（在冷等离子体极限的条件下）。
朗谬尔波：存在热运动（KT>0） 热运动能引起等离子体振荡传播的效应。
以热速度流入等离子体临近层的电子，将携带出现在振荡区域的信息。
于是，这种等离子体振荡可以正当地称作等离子体波－也称为空间电荷波。
需要加上状态方程：利用绝热条件 假定碰撞频率远小于扰动频率，则在波的传播方向上可以看成是一维问题γ=3 朗缪尔波的色散关系 1、在长波近似条件下说明群速度远小于电子的热速度。
2、当波的频率增加到电子振荡频率的2倍时候，即：非长波近似，进入短波区域 波的相速度与电子的热速度很相近，结果，波与粒子发生强烈的相互作用，这时，流体理论已经不能处理这类问题，需要等离子体动力学来处理,短波朗缪尔波是强阻尼的。
3、一般情况频率与k 有关，群速度是有限的。
在大的k 值（小入值）时，信息近似以热速度传播。
在小的k 值（大入值）时，尽管Vp 大于Vth ，信息以远慢于Vth 的速度传播。
这是因为在大入时密度梯度小，热运动几乎不携带净动量 const n p e e =-γ()2N N γ=+22223 2p th k v ωω=+……（4.4.4）22e th KT v m ≡12200 p n e m ωε⎛⎫= ⎪⎝⎭……（4.3.14）1<<>>D th k kλυω或者、2/122)31(D pe k λωω+±=当 时候， 朗缪尔波才能传播，群速为： pe ωω>th D g k dk d υλωυ)(23==有： 22thk νω≈朗缪尔波的传播频率宽度： pe ωω≈∆k p ωυ=相速度： dkd g ωυ=群速度： 223th g k dk d υωωυ==进入到邻近层中。
离子声波前面在讨论朗缪尔波（电子波），认为离子的质量无穷大，离子是不移动的，这样所获得的是不包括离子效应的高频波（电子波）。
实际上离子的质量是有限的，所以，离子对等离子体中的波必然有贡献。
由于离子移动比较慢，因此离子将对等离子体中的低频波产生影响。
离子与高频波之间几乎没有什么作用。
因此，我们这一节主要考虑低频波。
由于电子的质量很小，无论是高频或者是低频都会影响到它的运动。
因此在描述低频波的时候，方程中必须包含离子和电子项。
等离子体中的低频波就是声波。
在中性气体中的声振荡以热动压力为恢复力，声速与粒子热运动速度同数量级。
无碰撞时，普通声波不会发生。
然而由于离子的电荷仍然能够相互传播振动；声波能够经电场的媒介而发生。
然而气体温度趋于零时，声波不存在；而等离子体离子温度为零时，离子声波仍然存在。
考虑到对于低频波，电子的压缩过程是等温的，取γ＝1，这时离子声速为中性气体中声波速度然而气体温度趋于零时，声波不存在；而等离子体离子温度为零时，考虑到对于低频波，电子的压缩过程是等温的，取γ＝1，这时离子声速为事实上，驱动离子声波由两种力：离子的热压力和电荷分离的静电力。
当等离子体离子受到低频扰动而形成稠密和稀疏的区域时，一方面由于离子的热运动使离子扩散，这对应于Vs 式的第二项，这一项与中性气体驱动力是类似的。
另一方面，离子的过剩区域产生电场，这个电场受到周围电子的屏蔽，然而这个屏蔽效应是不完全的，还有量级为Te/e 的电势泄漏出来，这对应于第一项。
这个电场作用在离子上使离子由稠密区向稀疏区运动。
离子静电波离子静电波的一般色散关系。
一般的试验条件下，德拜长度非常小，所以对于波长远大于德拜长度的低频波，等离子体近似是正确的 朗缪尔波或者电子静电波的色散关系 离子声波的色散关系 ie e i i i s m T m T γγυ+=定义离子的声速：在推导上面色散关系上时，我们作了近似处理: (:;111有限却允许E n n e i ≈222s k υω=2/1⎪⎭⎫ ⎝⎛=M KT C s γM T e s =υ可见等离子体近似11e i n n ≈222)/2(λπλλD D k =引起了 量级的误差 222223the pe k υωω+=e e the m T 22=υ22222thi i pi k υγωω+=ii thi m T 22=υ朗缪尔波基本上是恒频的. 存在大的k值时变成恒速的离子声波基本上是恒速的. 存在大的k值时变成恒频的4、什么条件下可以把带电粒子在磁场中的轨道运动分成回旋运动和导心运动？环形磁约束装置中为什么要用螺旋磁场位形？答：带电粒子在给定的电磁场中的运动，不考虑带电粒子运动对场的反作用以及带电粒子间的相互作用（即单粒子轨道运动）条件下可以分成回旋运动和导心运动简单的环形磁场不能有效的约束带电粒子，因为其磁力线是一个简单的圆环，带电粒子沿磁力线运动时漂移的方向处处相同，最终粒子都离开中心区域而跑到管壁了。
如果把简单圆环磁场改成非圆环磁场，在原来的沿大环方向的圆环磁场B上叠加一个沿小环方向的磁场0B,它们合成的磁场就是一个闭合的非圆环形磁场。
带电粒子沿磁力线运动时，相对于螺线管中心轴而言，它的位置和方位都在不断改变。
这样，粒子在磁力线上的不同位置，相对于中心轴而言，其漂移方向不一样，有时背向中心而去，有时又趋向中心轴。
在垂直中心轴的某一截面来看，粒子只是在中心附近运动，而不是定向漂向管壁。
在环形系统中，磁力线沿大环延伸又绕小环中心轴转动，并且在转一周不闭合的性质叫磁力线的旋转变换1、什么是等离子体？它和气体与固体有什么相同和不同之处？答：等离子体是由非缚束的带电粒子组成的多粒子体系。
等离子是和固体液体气体同一层次的物质存在形式，它是由大量带电粒子组成的有宏观空间尺度和时间尺度的体系。
相同之处:1.都是同一层次的物质存在形式。
2.都是由大量的粒子组成。
不同之处：固体气体为中性粒子，固体中的粒子大部分是缚束粒子不能自由运动（导体中的自由电子例外），气体中的粒子可以自由运动但是为中性，而等离子体中粒子为非缚束的带电粒子。
5、在托卡马克等离子体中粒子轨道分为那两大类？给出他们的原因。
答：在托卡马克等离子体中粒子轨道可以分为飞行轨道和香蕉轨道两大类。
在托卡马克型磁场位形中，由于磁力线的转动变换，对于一条磁力线，有的部分处在大环的外侧，有的部分处在大环的内侧，所以磁力线所经过的区域，有的地方磁场强，而有的地方磁场弱，因此在某种程度上，存在着磁镜场结构，磁场的这一特点使得粒子轨道分为飞行轨道和香蕉轨道两大类。
飞行轨道形成的成因：粒子的平行速度很大，能够通过磁镜的强磁场区而不被反射回来。
香蕉轨道形成的成因：粒子的平行速度不够大，不能够通过磁镜的强磁场区，只能沿磁力线在两个强磁场区域构成的局部磁镜间来回运动，其引导中心轨道在截面上的投影呈现香蕉形。
8、在均匀等离子体中平行于磁场方向上，有哪些本征电磁波？给出他们各自的磁场方向、传播方向及扰动电场方向的示意图，并画出他们的色散关系图（频率-波矢图）。
答：左旋圆偏振波、右旋圆偏振波（低频分支为电子回旋波）和哨音波。
详见P286-291页。
9、为什么要在托卡马克等离子体中注入射频波（起什么作用）？主要的射频波有那三类？给出他们的频率范围。
答：在等离子体中注入射频波的作用是给等离子体加热和驱动等离子体电流，此外还可以驱动等离子体转动。
主要的射频波有离子回旋波、低混杂波和电子回旋波。
其频率范围如下：电子回旋波ECRH 100-200GHz 主要给电子加热低混杂波LH 1-8GHz 同时对电子和离子加热离子回旋波ICRH 30-120MHz 主要对离子加速 10、碰撞指的是粒子间怎样的相互作用？什么是弹性碰撞和非弹性碰撞？它们会引起什么样的等离子体现象？答：在等离子体中，带电粒子的碰撞是指粒子间的短程库仑力作用引起粒子的运动状态的改变。
弹性碰撞在碰撞后不改变粒子的种类和内部能量状态，粒子体系的动量和能量守恒，碰撞改变量只是相碰粒子各自的动量和能量。