Magnetosonické vlny

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 6. července 2020; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Magnetoakustické vlny (také jen magnetický zvuk ) jsou podélné nízkofrekvenční vlny v plazmatu umístěné ve vnějším konstantním magnetickém poli .

V přítomnosti vnějšího magnetického pole v plazmatu je možná existence sedmi typů nízkofrekvenčních (nebo magnetohydrodynamických) vln: dvě Alfvenovy vlny , dvě rychlé magnetosonické vlny, dvě pomalé magnetosonické vlny a jedna entropická vlna.

Charakteristika magnetosonických vln

Rychlosti magnetosonických vln závisí na frekvenci a vlnové délce a na úhlu šíření vzhledem ke směru vnějšího magnetického pole. Fázová rychlost rychlých magnetosonických vln je rovna , pomalé - , kde znaménko závisí na směru šíření ("plus" označuje směr podél směru magnetického pole, "mínus" - proti), a velikost je určeno výrazem: $v_{ph} = \pm v_{+}$ $v_{ph} = \pm v_{-}$ $v_{\pm}$

v_{\pm}^2 = \frac{1}{2}\left(v_A^2 + v_s^2 \pm \sqrt{\left(v_A^2 + v_s^2\right)^2 - 4v_A^2v_s ^2\cos^2\vartheta}\right)

kde

v_A = \frac{B}{\sqrt{4\pi\rho}}

je Alfvenova rychlost (zde B je hodnota magnetické indukce vnějšího pole, je hustota plazmatu );

\rho

v_s = \sqrt{\left(\frac{dp}{d\rho}\right)_S}

je rychlost zvuku (zde p je vnitřní tlak v plazmatu a derivace je brána při konstantní entropii S ).

\vartheta

je úhel mezi směrem šíření magnetosonické vlny a směrem vektoru vnějšího magnetického pole.

V magnetosonických vlnách jsou poruchy rychlosti plazmatu ve směrech kolmých na směr šíření vlny a magnetické pole rovné nule, to znamená, že tyto vlny jsou rovinně polarizované . Magnetický zvuk je navíc isentropická vlna.

Útlum magnetosonických vln

Pokud jsou v plazmatu ztráty spojené se srážkou částic , tj. s viskozitou , jsou magnetosonické vlny tlumeny. V obecném případě je tvar koeficientu útlumu poměrně komplikovaný, avšak v případě silného magnetického pole má tvar: $v_s\ll v_A$

pro rychlou magnetosonickou vlnu: $k = \frac{\omega^2\nu_m}{2v_A^2}$
pro pomalou magnetosonickou vlnu: $k = \frac{\omega^2\nu_m\sin^2\vartheta}{2v_A^2v_s\left|\cos\vartheta\right|^3}$

Zde jsme zavedli notaci

\nu_m = \frac{c^2}{4\pi\sigma}

je magnetická viskozita ( je elektrická vodivost plazmy)

\sigma

Literatura

§ 2.1. Magnetoakustické a Alfvenovy vlny // Plazmová elektrodynamika / AI Akhiezer . - 2. vyd., revidováno .. - M . : Nauka, 1974. - S. 58-74. — 720 s. - 5000 výtisků.

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)