Альфвеновская волна
Cтраница 2
Альфвеновские волны поперечны и обладают поляризационным вырождением. Концепция альфвеновских волн возвращает нас к примеру с натянутой струной. [16]
Если рассмотреть явления большого масштаба, основной вклад в поток Qz дается конвекцией ( первый член в (5.5.11)), связанной с переносом Bz со скоростью альфве-новской волны. Знаки относительных скоростей альфвеновских волн видны из рис. 5.18 Ь и 5.17. Изменение / z происходит под действием приходящих альфвеновских возмущений. [17]
В линейном приближении такие волны неустойчивы при выпол-нении условий ру pL Яо / 8тг и kR 2 л / ( Рц - Pi - о / 4я) / рц1, где Я0 - невозмущенное магнитное поле, k - волновое число. В нелинейном случае амплитуда монохроматической альфвеновской волны испытывает с течением времени периодические колебания. [18]
Скорость vnl взятая с обратным знаком, есть в то же время скорость распространения разрыва относительно жидкости. Она совпадает с фазовой скоростью ( иА) альфвеновских волн. Тот факт, что это совпадение имеет место для любого вращательного разрыва, до известной степени случаен, но при малых скачках величин на разрыве такое совпадение обязательно. Это возмущение относится как раз к тому типу, который обладает фазовой скоростью мд. [19]
Для До 1 кгс, п 1 ( 1 см-3 т & 10 - 2 г альфвеновская скорость составляет 10 см / сек. При достаточно большом внешнем магнитном поле На наблюдается циклотронное поглощение спиральных и альфвеновских волн плазмой носителей, имеющее место в случае, когда частота волны в системе координат, связанной с движущимся носителем, со со - fe, совпадает с частотой обращения носителя в магнитном поле: со - сод. Если внешнее магнитное ноле таково, что удовлетворяется неравенство сод со vpli ( со) ( где vp - фермиевская скорость носителей, t /, 10 - 10е для различных тел), то совпадение частот о и сод невозможно и циклотронное поглощение отсутствует. [20]
Медленная магнито-звуковая волна представляет собой обычный звук, распространяющийся, подобно альфвеновской волне, только вдоль магнитного поля. Такие волны называют ионно-звуковыми. [21]
Она представляет собой естественное продолжение работ Чашея и Шишова по теории спокойного солнечного ветра в МГД турбулентной, сферически-симметричной околосолнечной ( г 20 - ЗОДэ) плазме. Решение уравнений самосогласованной одножидкостной МГД в корональной плазме КД рассматривается при наличии источника альфвеновских волн. Это приводит к охлаждению основания КД и формированию сверхскоростного солнечного ветра. Большая расходимость магнитного поля КД способствует большему понижению температуры и плотности в короне КД. [22]
Это уравнение отличается от уравнения КдВ ( 1) только тем, что его нелиней-ность кубическая, а не квадратичная. Оно носит прикладной характер, например оно использовалось для описания акустических волн в ангармонических решетках и альфвеновских волн в бесстолкновительной плазме. Задача Коши для этого уравнения разрешима посредством соответствующего спектрального преобразования для спектральной задачи, аналогичной той, которая обсуждалась ранее, только линейное уравнение Шредингера заменяется спинорным уравнением Паули. Эту спектральную задачу мы называем обобщенной спектральной задачей Захарова - Шабата. [23]
Корона - верхняя часть атмосферы Солнца, переходящая непосредственно в межпланетную среду. Высокая температура ( порядка Ю6 К) короны поддерживается за счет энергии, выделяющейся при диссипации поднимающихся из фотосферы магнитных полей и диссипации звуковых и альфвеновских волн, возбуждаемых конвекцией в фотосфере. [25]
Вригт ( Wright, 1987) показал, что в рамках модели Рассела и Эл-фика естественно возникает закрученнность на полоборота, которая распространяется как альфвеновская волна. [26]
 |
Схематическое изображение а перпендикулярной и. [27] |
В присутствии магнитного поля в плазме существуют уже три волновые моды, а не одна звуковая, как в плазме без магнитного поля. Если их амплитуды достаточно велики, то альфвеновская волна может распространяться без укручения, а медленная и быстрая магнитоакустические моды ( т.е., волны медленной и быстрой мод) могут укручаться, образуя ударные волны. Вывод соотношений на скачке более сложен, чем для акустической ударной волны, поскольку здесь имеется дополнительная переменная В. Векторы В и v могут отклоняться от нормали ударной волны, и условие возрастания энтропии в звуковой ударной волне заменяется эволюционным условием. [28]
Применим это к особым МГД ударным волнам. Однако выписав в явном виде уравнения, связывающие амплитуды падающих и расходящихся альфвеновских волн, мы убеждаемся, что такая система уравнений для ударной волны включения является вырожденной: уравнения несовместимы при отличной от нуля амплитуде падающей волны и имеют нетривиальные решения в отсутствии падающих волн. Значит, включающая ударная волна неэволюционна: она подвержена одновременно распаду на несколько разрывов и самопроизвольному испусканию альфвеновских волн. [29]
Напротив того, при изменений продольного поля в широких пределах ( от 5 до 16 кес) скорость волн линейно растет в соответствии с формулой (13.3); рис. 13.9 иллюстрирует сказанное. Больше того, измеренное значение хорошо согласуется с расчетным, если принять в качестве плотности плазмы величину, отвечающую полной ионизации водорода. Остается добавить, что более строгая теория предсказывает наличие затухания альфвеновских волн, обусловленного конечной проводимостью плазмы. И это предсказание теории оправдывается на опыте. [30]
Страницы: 1 2 3