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单词 Landau damping
释义

Landau damping

中文百科

朗道阻尼

朗道阻尼是等离子体中由于波和粒子之间的共振导致的波阻尼,是一种无碰撞阻尼,最初是在1946年由苏联物理学家列夫·朗道提出的。人们一度认为物理上没有这种机制,这只是纯粹的数学结果。J.M.Dawson从波和粒子的能量交换的角度推导出朗道阻尼,1960年代又在实验上证实了这个现象。

朗道阻尼的起因是波和粒子之间的相互作用而导致的能量交换。相速度为v_{ph}的波能够与速度近似为v_{ph}的粒子发生强烈的相互作用,其结果是速度略微大于v_{ph}的粒子减速,失去能量,速度略微小于v_{ph}的粒子加速,得到能量。考虑在一个具有麦克斯韦速度分布的无碰撞等离子体中,速度略微小于v_{ph}的粒子总是比速度略微大于v_{ph}的粒子数目稍微多一点(右图下方注释错误),其结果是得到能量的粒子比失去能量的粒子越多,粒子的总能量增加,则波的总能量减少,这样就表现为波的一种阻尼效应。如果波和粒子的速度相差很远,比如电磁波以光速传播,远大于电子、离子的热运动速度,则不会有朗道阻尼。

英语百科

Landau damping 朗道阻尼

In physics, Landau damping, named after its discoverer, the eminent Soviet physicist Lev Landau (1908-68), is the effect of damping (exponential decrease as a function of time) of longitudinal space charge waves in plasma or a similar environment. This phenomenon prevents an instability from developing, and creates a region of stability in the parameter space. It was later argued by Donald Lynden-Bell that a similar phenomenon was occurring in galactic dynamics, where the gas of electrons interacting by electrostatic forces is replaced by a "gas of stars" interacting by gravitation forces. Landau damping can be manipulated exactly in numerical simulations such as particle-in-cell simulation.

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更新时间:2025/6/19 4:08:24