Wprowadzenie do teorii i metod liniowych fal elektrostatycznych w plazmie

Oryginalny tytuł:

An Introduction to the Linear Theories and Methods of Electrostatic Waves in Plasmas

Zawartość książki:

Nowoczesna fizyka plazmy, obejmująca interakcje falowo-cząsteczkowe i zjawiska kolektywne charakterystyczne dla bezkolizyjnej natury gorącej plazmy, powstała w 1946 roku, kiedy 1. D.

Landau opublikował swoją analizę fal liniowych (o małej amplitudzie) w takich plazmach. Jednak dopiero jakieś dziesięć do dwudziestu lat później, pod wpływem szybko rozwijającej się wówczas dziedziny kontrolowanej fuzji jądrowej, poświęcono wystarczająco dużo uwagi, zarówno w badaniach teoretycznych, jak i eksperymentalnych, aby wyjaśnić znaczenie i konsekwencje oryginalnej pracy Landaua. Od tego czasu, wraz z postępem w badaniach plazmy laboratoryjnej, termojądrowej, kosmicznej i astrofizycznej, byliśmy świadkami ważnych postępów w kierunku zrozumienia różnorodnych liniowych i nieliniowych zjawisk plazmowych, w tym turbulencji plazmowych.

Obecnie fizyka plazmy jest dobrze rozwiniętą dyscypliną zawierającą ujednolicony zbiór potężnych technik teoretycznych i eksperymentalnych oraz obejmującą szeroki zakres zastosowań. Jako taka, jest obecnie często wprowadzana do uniwersyteckich programów nauczania fizyki i inżynierii na poziomie wyższym i pierwszego roku studiów.

Niezbędnym warunkiem wstępnym dla wszystkich współczesnych badań plazmy jest zrozumienie fal liniowych w czasowo i przestrzennie dyspersyjnym ośrodku, takim jak plazma, w tym kinetyczny (Landaua) opis takich fal. Doświadczenie w nauczaniu zwykle pokazuje, że studenci (studenci starszych lat i absolwenci pierwszego roku), gdy po raz pierwszy stykają się z kinetyczną teorią fal plazmowych, mają trudności z radzeniem sobie z wymaganym wyrafinowaniem w wielowymiarowych całkach i transformatach zmiennych zespolonych (osobliwych).