Астронет: К. А. Постнов/ГАИШ Лекции по Общей Астрофизике для Физиков http://variable-stars.ru/db/msg/1170612/4lec/footnode.html |
- ...4.1
Заметим, что сечение
фотоионизации атома значительно меньше, по порядку оно равно
квадрату размера Боровской орбиты, с которой возбуждается электрон.
Причина здесь та же, что и обсуждавшееся в 1 лекции превосходство
характерной длины волны света, испускаемого атомами при связанно-связанных
или свободно-связанных переходах, над размером Боровских орбит в
раз, - постоянная тонкой структуры
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... времени)4.2 Для космической плазмы это означает, что одновременно выполняются следующие соотношения определяемые одним общим параметром - температурой :
- Максвелловское распределение частиц по скоростям
- Больцмановское распределение частиц по энергиям, которое
для заселенности атомных уровней с номерами и
(cоответственно, с энергиями и и статвесами
и ) записывается в виде
- закон действующих масс для химического равновесия, или
в применении к условиям ионизованной плазмы - формула Саха
для степени ионизации атомов и молекул
где , , - концентрации электронов и ионов элемента Х, - статистические веса уровней ионов, , - энергия ионизации с уровня иона . - Закон излучения Планка, закон Кирхгофа и закон Стефана-Больцмана
для АЧТ
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... сил4.3 В полностью ионизованной плазме концентрация электронов и ионов о одинакова , а время установления изотропного Максвелловского распределения для электронной и ионной компонент равны, соответственно, , где - заряд электрона и его масса, - атомный номер иона и его масса, - Кулоновский логарифм, учитывающий дальнодействие кулоновских сил. Например, для чисто водородной плазмы () с cм, эВ ( K) находим c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... 4.4 Проводимость - макроскопическая характеристика среды, входящая в закон Ома. При отсутствии магнитного поля ток пропорционален напряженности поля . Для полностью ионизованной плазмы, в которой преобладают процессы соударений частиц, удельная проводимость определяется концентрацией частиц и временем столкновений между электронами и ионами и равна
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... зрения4.5 Этот результат для оптически тонкой среды можно получить не решая уравнения переноса, воспользовавшись физическим смыслом объемного коэффициента излучения и его выражением через Эйнштейновский коэффициент спонтанного излучения (обратное время жизни атома в возбужденном состоянии)
Далее надо записать закон Кирхгофа для связи коэффициентов излучения и поглощения, откуда непосредственно получится формула (4.8).. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... 3).4.6 Здесь полная аналогия с уравнением Ван-дер-Ваальса для неидеального газа - немонотонная зависимость объясняет разбиение среды на две фазы, жидкую и газообразную
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... температуры.4.7 Если в плазме есть магнитное поле (а это практически всегда так), основную роль в выравнивании электронной и ионной температуры играют процессы плазменной турбулентности, возникающей из-за многочисленных неустойчивостей, и коллективные процессы в плазме (бесстолкновительные ударные волны). При этом электронная и ионная температуры могут сравняться за время много короче времени кулоновских взимодействий электронов и ионов.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... рекомбинации4.8 Напомним, что диэлектронная рекомбинации иона происходит в два этапа - сначала образуется неустойчивый ион с двумя возбужденными электронами и положительной полной энергией (автоионизация). Это состояние быстро распадается с излучением фотона и полная энергия иона может стать отрицательной. Скорость диэлектронной рекомбинации начинает преобладать над радиационной при высоких температурах K.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... электрона)4.9 Томсоновское приближение для Комптоновского рассеяния применимо до энергий фотонов .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... излучения.4.10 Для работы такой тепловой машины необходима как минимум трехуровневая система по схеме (накачка на верхний уровень и сток на верхний (сигнальный) уровень мазерного перехода) или (накачка на верхний сигнальный уровень мазерного перехода "3" и сток с нижнего сигнального уровня "2" на 1 уровень). Отсутствие или ослабление стока энергии с верхнего уровня "3" на верхний сигнальный "2" или с нижнего сигнального "2" уровня приведет к уменьшению заселенности верхнего сигнального уровня "2" в первом случае, а отсутсвие стока с уровня "2" во втором случае приведет к повышению населенности нижнего сигнального уровня. В обоих случаях инверсная заселенность сигнальных уровней быстро исчезнет.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... сечение4.11 Для релятивистских протонов тех же энергий синхротронные потери в раз меньше
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- ... времени)4.2 Для космической плазмы это означает, что одновременно выполняются следующие соотношения определяемые одним общим параметром - температурой :