【摘 要】
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等离子体是多粒子体系,广泛的存在于宇宙空间中,当等离子体系统处于非平衡态时,即系统中存在密度梯度、温度梯度和速度梯度时,就会出现相应的粒子流、能量流和动量流等,使等离子体经历一个不可逆过程而达到平衡,这个过程就叫做输运过程。等离子体输运性质的研究是等离子体物理研究的关键内容之一。过去人们都是在经典玻尔兹曼-吉布斯统计力学的框架下来研究等离子体输运性质的,并且认为等离子体中粒子的分布函数是麦克斯韦分
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等离子体是多粒子体系,广泛的存在于宇宙空间中,当等离子体系统处于非平衡态时,即系统中存在密度梯度、温度梯度和速度梯度时,就会出现相应的粒子流、能量流和动量流等,使等离子体经历一个不可逆过程而达到平衡,这个过程就叫做输运过程。等离子体输运性质的研究是等离子体物理研究的关键内容之一。过去人们都是在经典玻尔兹曼-吉布斯统计力学的框架下来研究等离子体输运性质的,并且认为等离子体中粒子的分布函数是麦克斯韦分布。事实上,在宇宙空间中物质总是运动的,也就是说等离子体普遍处于非平衡态,超越了麦克斯韦分布所能描述的系统范围,并且经研究发现等离子体中存在一种超热粒子,它们的速度分布函数是幂律分布函数。幂律分布函数中的kappa分布函数最适用于研究空间等离子体,它的理论基础是非广延统计力学,自Tsallis提出非广延熵并建立了非广延统计力学以来,被广泛的应用于各种有长程相互作用的非平衡复杂系统。本文主要应用非广延统计来研究具有kappa分布的弱电离磁化等离子体的热导率和Dufour效应。在第二章中我们介绍了非广延统计力学的基本理论知识。第三章中主要介绍了非广延统计力学在等离子体中的应用研究。在第四章中,我们主要研究稳恒磁场中弱电离等离子体的热导率和Dufour效应。假定等离子体中粒子遵循幂律kappa分布,中性粒子静止并且均匀分布,电子和离子在中性粒子背景中运动。我们运用有磁场时的玻尔兹曼输运方程和克罗克碰撞模型来研究弱电离等离子体的输运性质,同时将等离子体的粒子分布函数按查普曼-恩斯柯克展开到一阶项,然后代入到输运方程和热流矢量的微观表达式中求解出含有参数Κ的热流失量表达式,最后与宏观定律做对比得到稳恒磁场中弱电离等离子体的热导率和Dufour系数。画出了这些系数与参数Κ和磁场的关系图,并讨论了这些系数随磁场和参数κ的变化规律。当取极限Κ→∞时,这些系数将回归到遵循麦克斯韦分布的等离子体的经典形式。
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