阿爾文波

阿爾文波,又稱剪切阿爾文波,是等離子體中的一種沿磁場方向傳播的,這種波的頻率遠低於等離子體的迴旋頻率,是一種線偏振的低頻橫波。處在磁場中的導電流體在垂直於磁場的方向上受到局部擾動時,沿着磁感線方向的磁張力提供恢復力,就會激發阿爾文波。阿爾文波是由瑞典物理學家漢尼斯·阿爾文首先預言的,因此得名。後來隆德奎斯特Lundquist)使用1特斯拉左右的磁場在水銀中觀察到了阿爾文波,列納爾特(Lehnert)使用液態鈉也證實了阿爾文波的存在。

運動的阿爾文波。
A cluster of double layers forming in an Alfvén wave, about a sixth of the distance from the left.
圖例:
紅色=electrons
綠色=ions
黃色=electric potential
橙色=parallel electric field
粉色=charge density
藍色=magnetic field

阿爾文波的色散關係為:

這樣的波稱為斜阿爾文波。θ=0時是沿着磁感線的方向傳播的,稱為阿爾文波。此時阿爾文波的相速度為:

稱為阿爾文速度,其中μ0是等離子體的磁導率ρ0是離子的密度。在垂直於磁感線的方向上阿爾文波不能傳播。

阿爾文時間

等離子體物理中, 阿爾文時間 是波動現象的一個重要時標。它和阿爾文速度的關係為:

 

式中  代表了系統的特徵尺度。例如, 托卡馬克中較小的環的半徑。


參見

延伸閱讀