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阅读 4106 次 历史版本 0个 创建者:和sky做邻居 (2011/8/31 10:36:47)  最新编辑:和sky做邻居 (2011/8/31 10:36:47)
阿尔文波
拼音:āěrwén bō (Aerwen Bo)
英文:Alfvén wave
同义词条:Alfvén wave
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阿尔文波对太阳大气内外温度的影响
阿尔文波对太阳大
气内外温度的影响
  阿尔文波(Alfvén wave),又称剪切阿尔文波,是等离子体中的一种沿磁场方向传播的波,这种波的频率远低于等离子体的回旋频率,是一种线偏振的低频横波。处在磁场中的导电流体在垂直于磁场的方向上受到局部扰动时,沿着磁感线方向的磁张力提供恢复力,就会激发阿尔文波。阿尔文波是由瑞典物理学家汉尼斯·阿尔文首先预言的,因此得名。

  后来隆德奎斯特Lundquist)使用1特斯拉左右的磁场在水银中观察到了阿尔文波,列纳尔特Lehnert)使用液态也证实了阿尔文波的存在。2009年女皇大学的两位教授米哈利斯·马史奥得基斯Mihalis Mathioudakis)和戴维·杰斯David Jess)使用位于加那利群岛的瑞典太阳望远镜,发现了太阳存在有“阿尔文波”,终于能够很好地揭示了已经困扰科学家很久的有关太阳大气外层温度很高,而太阳大气内层温度相对于太阳大气外层温度很低的问题,即太阳大气内低温外高温的问题。

阿尔文波的相关运算


  阿尔文波的色散关系为:

  这样的波称为斜阿尔文波。θ=0时是沿着磁感线的方向传播的,称为阿尔文波。此时阿尔文波的相速度为:

  称为阿尔文速度,其中μ0是等离子体的磁导率,ρ0是离子的密度。在垂直于磁感线的方向上阿尔文波不能传播。

动力学阿尔文波


  动力学阿尔文波是短波长的色散阿尔文波,其色散主要是由于垂直波长接近离子回旋半径或电子惯性长度等微观粒子动力学特征尺度而引起的。在频率远低于离子回旋频率的低频条件下,其平行波长通常仍然远大于离子惯性长度,这导致动力学阿尔文波在电磁偏振和传播方向上呈现显著各向异性的重要特性,并因此使其在磁等离子体的粒子能化现象和结构丝化现象中起重要作用。

  动力学阿尔文波早期于1970年代由Chen和Hasegawa研究聚变等离子体加热问题时首先提出。随后,在1980年代受到空间等离子体、特别是电离层-磁层耦合与极光现象研究的广泛关注。进入1990年代后,由于在空间卫星探测技术和地面等离子体实验技术的不断发展,特别是一些高分辨空间等离子体探测仪器和地面大型等离子体实验设备投入工作以来,在动力学阿尔文波的实验研究上取得了一系列突破性的重要进展。这不仅导致对动力学阿尔文波在磁等离子体动力学现象中重要作用的重新估价和正视,并再次激发了对动力学阿尔文波理论及其在实验室、空间和天体环境下各类等离子体活动现象中应用研究的广泛兴趣。

阿尔文波的首个预言者

 
1942年的阿尔文
1942年的阿尔文
  汉尼斯·奥洛夫·哥斯达·阿尔文(Hannes Olof Gösta Alfvén,1908年5月30日-1995年4月2日),瑞典等离子体物理学家、天文学家,初时为工程师,后来转为研究及教授等离子学及电子工程。汉尼斯·阿尔文致力于磁流体动力学领域的研究,其成果被广泛应用天体物理学、地质学等学科。1970年诺贝尔物理学奖得主。

  阿尔文1908年出生于瑞典的北雪平,1926年进入乌普萨拉大学就读,1934年获得该校博士学位。而后阿尔文在乌普萨拉大学和斯德哥尔摩的诺贝尔物理学院教授物理学课程,1940年起担任斯德哥尔摩皇家理工学院教授。1967年,阿尔文移居美国,在加州大学圣地牙哥分校和南加州大学执教。1991年退休,退休时是加利福尼亚大学圣迭哥分校的电机工程教授和皇家工学院的等离子体物理教授。退休后来往于加利福尼亚州和瑞典之间。1995年逝世,终年87岁。

  阿尔文最初从事电学仪器的理论和实验工作,1930年代后期开始研究宇宙尺度上的电场和电流系统,以及宇宙线的起源问题。1940年代末,阿尔文开始将磁流体动力学应用于天体物理学,研究了太阳黑子、天体磁场起源、行星际等离子体的性质,提出了等离子体宇宙学,并且倡导太阳系起源于电磁作用的学说。

  阿尔文性格幽默,兴趣广泛,参加过包括国际裁军运动在内的众多社会活动。他还在科学史、东方哲学、宗教方面有一定研究,并且通晓瑞典语、英语、德语、法语、俄语,还会讲一些西班牙语和汉语。阿尔文和他的妻子柯尔斯顿(Kirsten)生育了1个儿子4个女儿,儿子成为医生,一个女儿成为作家,一个女儿成为律师。

  为纪念他,第1778号小行星被命名为“阿尔文”。
 

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