等离子体物理学
等离子体物理学的基础与应用
等离子体物理学的基础与应用等离子体物理学是物理学中研究等离子体性质、行为和应用的一个分支。
等离子体是第四态物质，是由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的，它具有高度的激发性和导电性。
在自然界中，等离子体广泛存在于太阳、闪电、地球磁层等环境中，也存在于人造装置中，如聚变反应器、等离子体喷射器等。
本文将介绍等离子体物理学的基础知识和应用领域。
一、等离子体的基本性质等离子体是由离子和电子组成的，这些离子和电子以相对独立的方式运动。
等离子体具有以下基本性质：1.高度激发性：等离子体的粒子处于高度激发状态，能量非常丰富。
当它们发生碰撞或受到外部刺激时，会释放出巨大的能量。
2.导电性：等离子体能够导电，因为其带电粒子可以自由移动。
这是由于电子和离子之间的相对运动。
3.磁场响应性：等离子体具有对外磁场的高度响应性。
在磁场中，等离子体会受到磁场力的作用，并发生循环运动。
二、等离子体物理学的基础理论等离子体物理学基于一系列基础理论来解释和研究等离子体的行为。
以下是几个主要的基础理论：1.碰撞理论：碰撞理论用来描述等离子体内部粒子之间的相互作用。
它探讨了离子和电子之间的碰撞频率、能量交换以及散射过程。
2.磁流体力学(MHD)理论：MHD理论研究等离子体在强磁场中的行为。
它结合了磁场和等离子体的运动方程，用于研究等离子体的磁流体力学行为，如等离子体在磁约束中的稳定性和不稳定性等。
3.等离子体波动理论：等离子体波动理论研究等离子体内的波动现象。
它探讨了等离子体波动的起源、传播和相互作用，包括电磁波、声波、阻尼波等。
三、等离子体物理学的应用领域1.聚变能研究：等离子体物理学在聚变能研究中扮演着关键角色。
人类一直在努力实现可控核聚变，并利用聚变反应器产生清洁、高效的能源。
2.等离子体制造：等离子体物理学在半导体制造和表面处理中起着重要作用。
等离子体喷涂和等离子体刻蚀等技术被广泛应用于化学、电子、材料等行业。
3.等离子体医学：等离子体物理学在医学领域也有应用。
等离子体物理学
植等离子体物理学
等离子体物理学是研究等离子体性质的物理学分支。
等离子体是物质的第四态，是由电子、离子等带电粒子及中性粒子组成的混合气体，宏观上表现出准中性，即正负离子的数目基本相等，整体上呈现电中性，但在小尺度上具有明显的电磁性质。
等离子体还具有明显的集体效应，带电粒子之间的相互作用是长程库仑作用，单个带电粒子的运动状态受到其它许多带电粒子的影响，又可以产生电磁场，影响其它粒子的运动。
等离子体物理学目的是研究发生在等离子体中的一些基本过程，包括等离子体的运动、等离子体中的波动现象、等离子体的平衡和稳定性、碰撞与输运过程等等。
等离子体物理学具有广阔的应用前景，包括受控核聚变、空间等离子体、等离子体天体物理、低温等离子体等等。
等离子体物理学常用的有单粒子轨道理论、磁流体力学、动理学理论三种研究方法。
单粒子轨道理论不考虑带电粒子对电磁场的作用以及粒子之间的相互作用。
磁流体力学将等离子体作为导电流体处理，使用流体力学和麦克斯韦方程组描述。
这种方法只关注流体元的平均效果，因此是一种近似方法。
动理学理论使用统计物理学的方法，考虑粒子的速度分布函数。
等离子体物理学研究及其应用前景
等离子体物理学研究及其应用前景等离子体物理学是研究等离子体的性质、特征和行为以及其与外场相互作用的学科。
等离子体是一种电中性的气体，其中的自由电子和离子通过电磁作用力相互作用。
它是自然界普遍存在的一种物态，我们可以在太阳、星际空间和地球上的等离子体环境中找到它的身影。
随着科技的发展，等离子体物理学逐渐成为一个重要的研究领域，为各个领域的研究和应用提供了强有力的支持。
一、等离子体物理学的研究内容等离子体物理学的研究内容非常广泛，涉及理论、实验和应用等方面。
主要包括等离子体的辐射输运、等离子体的稳定性与不稳定性、等离子体在外场作用下的动力学行为、等离子体中的射频加热和粒子加速等。
尤其在核聚变研究领域，等离子体物理学起着重要作用。
其研究还涉及太阳物理、天体物理、等离子体工程和等离子体医学等跨学科领域的应用。
二、等离子体物理学的应用前景1. 聚变能国际热核聚变实验堆（ITER）的建设与研究ITER是迄今为止最大，也是最先进的核聚变实验设施，它将成为等离子体物理学研究的一个重要平台。
ITER的目标是通过核聚变技术实现可控的高温等离子体稳定状态，为未来的商业核聚变电站提供可行性证明。
等离子体物理学在这一领域的应用需求非常高。
2. 等离子体在半导体材料制备与加工中的应用等离子体在半导体材料的制备与加工过程中具有重要的作用。
等离子体薄膜沉积、物理气相沉积以及辅助离子束刻蚀等技术已经在微电子、太阳能电池、显示器等领域得到广泛应用。
通过等离子体技术可以改变材料的性质和结构，进一步提升材料的性能。
3. 等离子体在医学治疗中的应用等离子体在医学中的应用前景巨大。
等离子体技术可以被用于切割和焊接外科手术中的组织，同时也可以用于某些病症的治疗，如皮肤血管病等。
等离子体在医学中的应用领域还有待进一步开发与研究，对于未来医学的发展具有重要意义。
4. 等离子体在环境污染治理中的应用等离子体技术在环境污染治理中有着重要的作用。
等离子体技术可以通过氧化、分解等反应途径将有害气体转化为无害的物质，如将有机废气转化为二氧化碳和水。
等离子体物理学的基础理论
等离子体物理学的基础理论等离子体物理学是研究等离子体（plasma）的性质和行为的学科，它是物质的第四态，与固体、液体和气体不同。
等离子体是由带正电的离子和带负电的电子组成的，处于电磁场中被激发并具有自由电荷和磁场行为。
等离子体物理学的研究既有基础理论，也涉及实验和应用。
本文将重点探讨等离子体物理学的基础理论。
在等离子体物理学中，基础理论主要包括冷等离子体（cold plasma）理论和热等离子体（hot plasma）理论。
冷等离子体理论适用于低温和低密度的等离子体，而热等离子体理论适用于高温和高密度的等离子体。
在冷等离子体理论中，最基本的概念是等离子体的Debye长度和Debye屏蔽。
Debye长度是描述等离子体中电子和离子相互作用范围的物理量，而Debye屏蔽是指等离子体中电荷之间的相互作用被周围的电子和离子屏蔽的现象。
热等离子体理论中，最基本的概念是等离子体的等离子体频率和等离子体束缚频率。
等离子体频率是指等离子体中的电子在电磁场中振荡的频率，而束缚频率是指等离子体中的离子在电磁场中束缚和振荡的频率。
等离子体物理学的基础理论还包括等离子体的平衡状态和非平衡态的描述。
平衡态下，等离子体的性质可以由麦克斯韦方程组和波动方程来描述。
非平衡态下，等离子体存在非热粒子尾部，需要引入玻尔兹曼方程和输运方程来描述。
等离子体物理学的基础理论还涉及电磁波在等离子体中的传播和耗散。
等离子体中存在很多种类的电磁波，如电磁波、等离子体波和浸泡波等。
这些波的传播和耗散特性对等离子体的性质和行为有着重要影响。
除了上述基础理论外，等离子体物理学还涉及等离子体的稳定性和不稳定性的研究。
等离子体在不同条件下会出现各种各样的不稳定现象，如Rayleigh-Taylor不稳定、Kelvin-Helmholtz不稳定和本德不稳定等。
这些不稳定性的研究对于等离子体物理学及其应用具有重要意义。
综上所述，等离子体物理学的基础理论涵盖了冷等离子体和热等离子体的理论、等离子体的Debye长度和Debye屏蔽、等离子体的等离子体频率和束缚频率、等离子体的平衡态和非平衡态的描述、电磁波在等离子体中的传播和耗散、以及等离子体的稳定性和不稳定性。
等离子体物理学
等离⼦体物理学§2 等离⼦体物理学研究等离⼦体的形成、性质和运动规律的⼀门学科。
宇宙间的物质绝⼤部分处于等离⼦体状态。
天体物理学和空间物理学所研究的对象中，如太阳耀斑、⽇冕、⽇珥、太阳⿊⼦、太阳风、地球电离层、极光以及⼀般恒星、星云、脉冲星等等，都涉及等离⼦体。
处于等离⼦状态的轻核，在聚变过程中释放了⼤量的能量,因此,这个过程的实现，将为⼈类开发取之不尽的能源。
要利⽤这种能量，必须解决等离⼦体的约束、加热等物理问题。
所以，等离⼦体物理学是天体物理学、空间物理学和受控热核聚变研究的实验与理论基础。
此外，低温等离⼦体的多项技术应⽤，如磁流体发电、等离⼦体冶炼、等离⼦体化⼯、⽓体放电型的电⼦器件，以及⽕箭推进剂等研究，也都离不开等离⼦体物理学。
⾦属及半导体中电⼦⽓的运动规律，也与等离⼦体物理有联系。
⼀发展简史19世纪以来对⽓体放电的研究;19世纪中叶开始天体物理学及20世纪对空间物理学的研究；1950年前后开始对受控热核聚变的研究；以及低温等离⼦体技术应⽤的研究，从四个⽅⾯推动了这门学科的发展。
19世纪30年代英国的M.法拉第以及其后的J.J.汤姆孙、J.S.E.汤森德等⼈相继研究⽓体放电现象，这实际上是等离⼦体实验研究的起步时期。
1879年英国的W.克鲁克斯采⽤“物质第四态”这个名词来描述⽓体放电管中的电离⽓体。
美国的I.朗缪尔在1928年⾸先引⼊等离⼦体这个名词，等离⼦体物理学才正式问世。
1929年美国的L.汤克斯和朗缪尔指出了等离⼦体中电⼦密度的疏密波（即朗缪尔波）。
对空间等离⼦体的探索，也在20世纪初开始。
1902年英国的O.亥维赛等为了解释⽆线电波可以远距离传播的现象，推测地球上空存在着能反射电磁波的电离层。
这个假说为英国的E.V.阿普顿⽤实验证实。
英国的D.R.哈特⾥(1931)和阿普顿(1932)提出了电离层的折射率公式，并得到磁化等离⼦体的⾊散⽅程。
1941年英国的S.查普曼和V.C.A.费拉罗认为太阳会发射出⾼速带电粒⼦流，粒⼦流会把地磁场包围，并使它受压缩⽽变形。
等离子体物理学的研究
等离子体物理学的研究等离子体物理学是研究等离子体性质、行为和应用的学科。
等离子体是一种物质状态，介于气体和固体之间，具有高温和高电离程度。
它在自然界中广泛存在，例如太阳、恒星和闪电都包含着等离子体。
等离子体物理学的研究对于科学技术和工程应用具有重要的意义。
它可以用于研究和探索核聚变能源、粒子加速器、等离子体处理技术以及太空物理学等领域。
本文将介绍等离子体物理学的基本概念、研究方法和应用。
一、等离子体的定义和特性等离子体是由电离的原子或分子以及自由电子组成的物质状态。
它具有高温和高电离度，通常呈现出电中性和宏观的性质。
在等离子体中，自由电子和正离子之间存在相互作用，这种相互作用决定了等离子体的性质和行为。
等离子体的一些重要特性包括电导率高、热导率高、具有不可压缩性、可对电磁场产生响应等。
这些特性使得等离子体在各种应用中具有独特的优势和潜力。
二、等离子体物理学的研究方法等离子体物理学的研究方法主要包括实验研究和理论模拟。
实验研究通过建立实验装置，利用各种测量手段来观察和研究等离子体的性质和行为。
常见的实验手段包括等离子体诊断技术、光谱分析技术和等离子体装置等。
理论模拟是通过建立数学模型和计算方法，模拟等离子体的行为和特性。
这种方法可以提供对等离子体基本理论的深入理解，预测等离子体的动力学行为以及研究等离子体与外界环境的相互作用。
三、等离子体物理学的应用等离子体物理学的研究成果在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。
以下将介绍几个典型的应用领域：1. 等离子体聚变能源等离子体聚变是模仿太阳核聚变反应，在地球上实现可控性核聚变的重要方法。
研究聚变等离子体的特性、动力学行为以及聚变反应的控制方法对于聚变能源的研发至关重要。
2. 粒子加速器等离子体加速结构可以用来加速带电粒子，可应用于粒子加速器和医学放射治疗等领域。
通过研究等离子体束流动力学行为和射频加速理论，可以提高粒子加速器的效率和精度。
3. 等离子体处理技术等离子体处理技术是利用等离子体对物质进行表面改性和处理的方法。
等离子体物理学原理
等离子体物理学原理等离子体物理学原理即研究等离子态的性质和行为的学科，等离子体是一种由正负离子和自由电子组成的高度激发的气体。
其物理学原理主要包括等离子体的形成条件、等离子体的宏观特性、等离子体的微观过程以及等离子体与外界的相互作用等方面。
首先，等离子体的形成主要依赖于能量输入。
通常情况下，普通气体通过加热、电离、辐射等方式，可以将部分原子或分子激发或解离为带电粒子，形成等离子体。
这些带电粒子在外加电场或磁场的作用下能够产生自由电子和离子的运动，进而形成等离子体。
其次，等离子体的宏观特性主要涉及等离子体的密度、温度、速度等参数。
等离子体的密度一般由带电粒子的浓度决定，而温度通常是指等离子体内带电粒子的平均动能。
速度则涉及等离子体中带电粒子的运动速度分布，也与温度密切相关。
在微观过程方面，等离子体的行为主要由原子和分子的电离、复合、碰撞等过程塑造。
当带电粒子的速度变化过小时，它们之间会发生碰撞、能量交换等，从而影响等离子体的性质。
此外，等离子体中还存在各种等离子体波，如等离子体振荡、等离子体波动等，这些波动有助于研究等离子体的动力学行为。
最后，等离子体与外界的相互作用广泛存在于各个领域。
在等离子体物理学中，等离子体与电磁场的相互作用是一个重要课题。
此外，等离子体还可以被用于电磁波的传输、粒子束加速、核聚变等应用。
而在自然界中，太阳等恒星的内部就是等离子体，其与太阳风、行星磁场等的相互作用会导致地球磁层的变化、极光的出现等现象。
总体而言，等离子体物理学的研究内容十分丰富，涉及诸多物理学原理和应用。
通过深入了解等离子体的形成、宏观特性、微观过程以及与外界的相互作用，可以为等离子体在能源、材料科学等领域的应用提供理论基础。
等离子体物理学导论ppt课件
3、等离子体响应时间： 静态等离子体的德拜长度，主要取决于低温成分的德 拜长度。在较快的过程中，离子不能响应其变化，在 鞘层内不能随时达到热平衡的玻尔兹曼分布，只起到 常数本底作用，此时等离子体的德拜长度只由电子成 份决定。 等离子体的响应时间： 1)、建立德拜屏蔽所需要的时间 2)、等离子体对外加电荷扰动的响应时间 3)、电子以平均的热速度跨越鞘层空间所
)1/ 2 , lD
(lD2i
l ) 2 1/ 2 De
提示：
A1：是的，排空同号电荷，调整粒子密度 A2: 低温成份(稳态过程)、
由电子德拜长度决定(短时间尺度运动过程)
4、德拜屏蔽是一个统计意义上的概念，表现在上述推导过程
中使用的热平衡分布特征，电势的连续性等概念成立的前
提是： 德拜球内存在足够多的粒子
德拜屏蔽概念的几个要点： 1、电屏蔽、维持准中性 2、基本尺度：空间尺度 3、响应时间：时间尺度 4、统计意义：等离子体参数
等离子体概念成立的两个判据： 时空尺度、统计意义
后面还有一个，共同保障集体效应的发挥！
三、 等离子体Langmuir振荡： 等离子体振荡示意图
x=0
物理图像：密度扰动电荷分离（大于德拜半径尺度）电场 驱动粒子(电子、离子)运动“过冲”运动 往返振荡等离子体最重要的本征频率： 电子、离子振荡频率
1. 捕获与约束 逃逸与屏蔽 (反抗约束) 由自由能与捕获能平衡决定! 德拜长度: 1、随数密度增加而减小，即更 小范围内便可获得足够多的屏蔽用的粒子
2、随温度升高而增大：温度代表粒子 自由能，零温度则屏蔽电子缩为薄壳
德拜屏蔽是两个过程竞争的结果: 约束与逃逸 (反抗约束) 屏蔽与准中性 由自由能与相互作用能平衡决定!
消除流行的错误的温度概念: 荧光灯管内的电子温度为20,000K 日冕气体温度高达百万度,却烧不开一杯水
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等离子体物理学的方法二. 等离子体的物理特性等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。
等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为，正离子密度为，在等离子体中。
（3）轴向电场强度。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能。
（5）空间电位分布。
本实验研究的是辉光放电等离子体。
1.21带电粒子在均匀恒定磁场和电场中的电漂移（如图3所示）：由电漂移速度公式⑵知，带电粒子漂移方向垂直于磁场B 和电场E ，漂移速度的大小与粒子电荷的符号以及粒子的质量都无关，因此，所有正负带电粒子都以相同的速度朝同一方向漂移，不会引起电荷分离，也就不会出现漂移电流。
图2:均匀磁场中带电粒子的回旋图图3：带电粒子电漂移1.22带电粒子在均匀恒定磁场中重力漂移（如图4所示）：它是由于粒子在重力场中得到和损失能量时所引起的回旋半径的变化。
重力漂移速度与粒子电荷符号有关，正负电荷朝相反的方向漂移，因此会产生电荷分离，引起漂移电流。
其他非电性力也有同样的性质。
另外，重力漂移速度大小与粒子质量有关，粒子质量越大，漂移速度越大。
在许多情况下，重力引起的漂移是可以忽略不计的。
图4：重力漂移1.3带电粒子在非均匀恒定电磁场中的运动【12】变化的磁场是指磁场空间分布的非均匀性和磁场随时间的变化，这时粒子的运动方程为：⑶由于 B 是空间坐标和时间的函数，方程是非线性的，在一般情况下难于求得解析解。
然而，如果当回旋半径，螺旋轨道的螺矩远小于非均匀性的特征长度，带电粒子回旋周期远小于场变化的特征时间，即满足所谓的缓变条件能近似地求解运动方程。
所以，只要弄清引导中心的漂移运动的性质，就能了解粒子运动的整体特性。
这样一种近似处理方法叫做漂移近似。
人们广泛利用这种近似来描述强磁场中等离子体的行为。
带电粒子在变化磁场中的运动中主要有梯度漂移，曲率漂移：1.31由磁场梯度引起的梯度漂移（如图5所示）有关，同时，与电荷符号有关，正负电荷梯度漂移速度与粒子横向动能w⊥将沿相反方向漂移，引起电荷分离，并产生漂移电流。
图5：梯度漂移1.32带电粒子的曲率漂移（图6所示）设磁力线有轻微的弯曲，磁力线的曲率半径 R 远大于粒子的回旋半径，且满足缓变条件，带电粒子以速度υ沿磁力线运动，同时绕着磁力线做回旋运动。
所以粒子将感受到一个惯性离心力⑷的作用，其方向沿曲率半径向外。
由一般力场的漂移公式可得漂移速度为:⑸即曲率漂移速度与粒子纵向动能和电荷符号有关。
正负带电粒子朝相反的方向漂移，导致电荷分离，且产生漂移电流。
1.4带电粒子在随时间缓变均匀电磁场中的漂移:(如图7所示)1.41磁场B随时间缓变，根据法拉第定律，变化的磁场产生感应电场E，带电粒子在磁场B和电场E的作用下作漂移运动【13】，感应电场的力线是轴对称区域中的圆周。
E的方向是圆周的切线方向，于是粒子沿半径方向漂移图6：曲率漂移图7：磁场随时间缓变1.42磁场B随空间坐标缓变，磁矩μ是守恒的(如图8)1.43变化电场中的极化漂移【14】（如图9所示）:设均匀恒定磁场沿z轴，电场E指向x轴方向,它在 y 轴方向按余弦方式变化⑹为电场振幅, 它是常量; k 为波数, 相应的波长为：这里 E⑺这种空间分布的电场是由相同波长的电荷密度扰动所造成的。
等离子体中常常会出现这种形式的扰动。
即粒子开始静止时，突然加一电场E，则只有当粒子被加速到一定速度后才感受到洛伦磁力的作用并向下运动，如果E为常数，则无进一步的极化漂如果E突然改变方向，则回旋轨道的左右两移速度，只剩下电漂移速度VE .半大小也突然改变，回旋中心就会产生向左的位移，即产生突然向左的极化漂移速度。
图8 :磁场随空间坐标缓变图 9：随粒子在随时间缓变电场中的漂移1.等离子体冶炼用于冶炼用普通方法难于冶炼的材料，例如高熔点的锆、钛、钽、铌、钒、钨等金属；还用于简化工艺过程，例如直接从ZrCl、MoS、TaO和TiCl中分别获得Zr、Mo、Ta和Ti；用等离子体熔化快速固化法可开发硬的高熔点粉末，如碳化钨-钴、Mo-Co、Mo-Ti-六．等离子的应用及发展前景【18-20】Zr-C等粉末等离子体冶炼的优点是产品成分及微结构的一致性好，可免除容器材料的污染。
2．等离子体喷涂许多设备的部件应能耐磨耐腐蚀、抗高温，为此需要在其表面喷涂一层具有特殊性能的材料。
用等离子体沉积快速固化法可将特种材料粉末喷入热等离子体中熔化，并喷涂到基体上，使之迅速冷却、固化，形成接近网状结构的表层，这可大大提高喷涂质量。
3.等离子体焊接可用以焊接钢、合金钢；铝、铜、钛等及其合金。
特点是焊缝平整，可以再加工,没有氧化物杂质,焊接速度快。
用于切割钢、铝及其合金，切割厚度大。
4．等离子体刻蚀在半导体制造技术中，等离子体刻蚀是干法刻蚀中最常见的一种方法，等离子体产生的带能粒子在强电场下，朝硅片表面加速，这些例子通过溅射刻蚀作用去除未被保护的硅片表面材料，从而完成一部分的硅刻蚀。
5．等离子体隐身在军事应用于飞行器的隐身。
6．等离子体核聚变托克马克及ITER装置，都是研究核聚变应用发电的实例7．发展前景：等离子体物理学已发展成为物理学的一个十分活跃的分支。
在实验上，已经建成了包括一批聚变实验装置在内的很多装置，发射了不少科学卫星和空间实验室，从而取得大量的实验数据和观测资料。
在理论上，利用粒子轨道理论、磁流体力学和动力论已经阐明等离子体的很多性质和运动规律，还发展了数值实验方法。
最近半个多世纪来的巨大成就，使人们对等离子体的认识大大深化；但是一些已提出多年的问题，特别是一些非线性问题如反常输运等尚未得到完善解决，而对天体和空间的观测的进一步开展，以及受控热核聚变和低温等离子体应用研究的发展，又必定会带来更多新的问题。
今后一个相当长的时期内，等离子体物理学将继续取得多方面的进展。
也相信经过科学家的努力，等离子体一定会有更广泛的应用。
结论:作为宇宙中存在最广泛的等离子体，其密度范围很宽。
对于极其稀薄的等离子体，粒子间的碰撞和集体效应可以忽略，可采用单粒子轨道理论研究等离子体在磁场中的运动。
对于稠密等离子体，粒子间的碰撞起主要作用，研究这种等离子体在磁场中的运动有两种方法。
一是统计力学方法，即所谓等离子体动力论，它从微观出发，把气体当作正、负粒子和中性粒子的混合物，并考虑粒子之间的相互碰撞影响，用统计方法研究等离子体在磁场中的宏观运动；二是连续介质力学方法即磁流体力学，把等离子体当作连续介质来研究它在磁场中的运动。
等离子体动力论对等离子体作最基本的描述，分析深刻，而磁流体力学则是它的一种宏观近似。
这三个理论将会更广泛的应用于以后的实际中!等离子体将会在实验和理论中得到更大的进展！等离子体物理学是研究等离子体的形成、性质和运动规律的物理学分支学科。
等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
现代科学断言，宇宙中99%以上的物质是处在等离子体状态的，只有像地球这样一些很冷的地方，由于环境特殊，阻碍了等离子体的自然形成。
而在第二次世界大战以后，在氢弹试验成功的启发下，许多国家开展了对受控热核反应的研究，这一研究的关键在于对等离子体的研究，极大地推进了等离子体物理这门新科学的发展，至今这门新科学一直是科学研究领域的热点问题。
实际等离子体是由大量带电粒子组成的动力学系统，粒子之间存在着库伦相互作用，研究由大量粒子组成的系统，适宜的方法是统计理论，即动力学理论，不过动力学理论比较复杂可以用一些近似模型来简化描述。
流体处理方法把等离子体作为连续介质来处理。
这一处理方法是基于等离子体的基本特征之一——能够传导电流的流动介质。
这一特征使得等离子体可用导电流体模型来描述，从而不讨论单个粒子的行为，而把等离子体当做连续介质。
这种模型适合于缓慢变化的等离子体现象。
缓慢变化是指等离子体的特征长度和特征时间远大于等离子体粒子的平均自由程和平均碰撞时间。
在这种情况下，等离子体可近似地看做处于局部热平衡状态，因而可以像通常的流体中那样定义流体的速度、压强、密度、温度等流体力学和热力学参量，并用这些宏观量来描述等离子体的宏观运动。
导电流体除了一般流体中的重力、压强、粘滞力等作用外，还有很大的电磁作用。
当导电流体在磁场中运动时，流体内部感生的电流要产生附加的磁场，同时电流在磁场中流动导致的机械力又会改变流体的运动。
所以导电流体的运动比普通流体复杂得多，研究导电流体在电磁场中运动规律用磁流体力学，综合流体力学和电磁学基本方程，并计入流体和磁场之间的相互作用。
磁流体力学适宜于研究稠密等离子体的宏观性质如平衡、宏观稳定性以及冷等离子体中的波动问题.磁流体力学可研究冷等离子体中的波，如寻常波和非常波，回旋波，剪切阿尔文波，哨声等。
但由于磁流体力学不考虑粒子的速度空间分布函数，无法揭示波和粒子的相互作用以及微观不稳定性等一系列重要性质。
当然，以上的单粒子轨道理论和磁流体力学理论都是近似的理论，使用时都有一定的局限性。
统计处理则是把等离子体看成是由大量带电粒子组成的一个集团，应用严格的统计物理学方法来研究着这团粒子的集体行为。
这就要结合等离子体动力论，其基本精神是：从假设的物质结构模型出发，在分析单个粒子运动的基础上，应用统计物理学观念和特定的数学工具，来推求大量粒子的统计平均结果。
这里的关键是如何求平均，这需要事先知道粒子按状态的分布。
但是由于等离子体产生方法和所处的约束条件使它经常偏离热力学平衡状态，不存在普遍适用的分布函数，我们只能找到分布函数随时间而演化的方程，即动力论方程。
动力论方程是非线性的积分微分方程，求解非常困难，通常只能求近似解。
分布函数不是一个可测量，但是在速度空间中分布函数的矩却是可测的。
这些矩联系到了等离子体的质量密度、粒子平均速度、压强、能流密度等等。
由此可以得出一组方程，其中只包含可直接测量的宏观量，正好就是磁流体力学中的连续性方程，动量方程和能量方程。
等离子体动力论适宜于研究等离子体中的弛豫过程和输运过程以及种类繁多的波和微观不稳定性问题。
此外，动力论还可以讨论等离子体中的涨落效应。
参考文献《等离子体物理理论》2009版作者：郑坚《等离子体物理学》编著：李定陈银华马锦秀杨维紘高等教育出版社《等离子体物理学》作者：徐家鸾金尚宪原子能出版社。