等离子体天体物理学的物理状态

一、等离子体天体物理学的物理状态

等离子体天体物理学著重研究天体等离子体中各种不稳定的物理过程。在天体孙答轿等离子体中o两体碰撞不是粒子间相互作用的主要形式o更重要的是带电粒子(电子和离子)间的集体相互作用o它能激发各种振汤和波动。各种形式的等离子体波o可以看作是准粒子o称为等离子体激元。由于存在不稳定性o等离子体处于湍动状态。在湍动状态下o等离子体中各种形式的波动之间o往往发生强烈的非线性相互举埋作用o并引起能量在频谱中的再分布。这种作用通常叫作波-波作用。此外o波和带电粒子之间可以产生更有效的相互作用o因而使粒子加速(见等离子体湍动加速)o使辐射谱的特征改变。这种作用通常叫作波-粒子作用。因此有人提出o天体等离子体主要应由彼此相互作用著的三种成分组成o即电子p离子和等离子体激元(对某些天体o还应加上一种成分o即中性粒子)。现代等离子体天体物理则肆学的任务o正是要探索和研究在各种可能的天体物理条件下o上述三种基本成分之间相互作用的物理规律。

天体等离子体经常处于很复杂的物理状态。这表现为通常存在不均匀结构s电导率远小于按经典的两体碰撞理论所计算的值o甚至会突然变为零o致使磁流体力学中的“磁冻结”图像失效r由于不稳定性而导致等离子体位形不确定o等等。等离子体天体物理学要研究两个问题s一是各种天体的等离子体湍动状态形成的可能性r二是假定天体等离子体处在湍动状态o从天文观测中将会得出些什么推论。对第一个问题o目前还不能作出普遍的回答o但是对地球磁层和太阳等离子体的研究表明o至少在地球附近的等离子体中的不稳定性是很容易产生的o等离子体状态对热动平衡有微小的p有时甚至是可能被忽略的偏离o也会导致向湍动状态转化。产生不稳定性所需要的对热动平衡偏离的最小值o称为不稳定性阈值。对诸如星际物质p太阳风p日冕p类星体外部区域和脉冲星辐射区域的研究表明o在这些天体上o都可能达到不稳定性阈值o并形成等离子体湍动状态。至于第二个问题o天体等离子体处于湍动状态o必然会大大地改变对天体物理观测所作的传统解释。例如。处于湍动状态中的天体等离子体中的快粒子将导致谱线致宽o改变天体等离子体的电离度o加热等离子体r湍动状态的等离子体又可将其湍动能转化为电磁辐射能r等等。

二、什么是等离子体？还有什么情况下产生？

等离子体就是被激发电离气体，达到一定的电离度(>10-4),气体处于导电状态，这种状态的电离气体就表枣芦族现出集体行为，即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子，同时也受到其他带电粒子的约束。由于电离气体整体行为表现出电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等，称这种气体状态为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同，所以称为物质第四态。总之，等离子体是由大量自由电子和离子及少量未电离的气体分子和原子组成，且在整体上表现为近似于电中性的电离气体。等离子体具有德拜(Debye)屏蔽和准中性的特性。凳弊德拜屏蔽是指在等离子体中引入电场，经过一定时间，等离子体中的电子、离子将移哗悄动，屏蔽电场的现象；准中性是指在等离子体内部，正、负电荷数几乎相等的现象。等离子体存在的基本条件有三个： 一是空间尺度要求，即等离子体线度远大于德拜长度；二是时间尺度要求，即等离子体碰撞时间、存在时间远大于特征响应时间；三是集合体要求，即在德拜球中粒子数足够多，具有统计意义。

等离子体从来源上可分为人工等离子体和自然界的天然等离子体两类；按物态可分为气体等离子体、液体等离子体和固体等离子体三类；按温度可分为高温等离子体和低温等离子体两类。其中高温等离子体中的粒子温度高达上千万乃至上亿度，这是为了使粒子有足够的能量相碰撞，达到核聚变反应；低温等离子体中的粒子温度也达上千乃至数万度，可使分子、原子离解、电离、化合等。因此，低温等离子体温度并不低，所谓低温，仅是相对高温等离子体的高温而言的。高温等离子体主要应用于能源领域的可控核聚变；低温等离子体则应用于科学技术和工业的许多领域。制备纳米材料的等离子体通常为低温等离子体，最高温度可达100000 K数量级，通常由气体放电产生。根据纳米材料形成过程中有无化学反应发生，纳米材料的制备可分为等离子体物理法和等离子体化学法两种。前者主要用于纯物质纳米材料的制备；后者主要用于化合物类纳米材料的制备。选我吧！！！

三、等离子体物理和凝聚态物理哪个好

在美国，光学毕业生在工业界工作已经是很平常的事，并且薪水是众多方向中最高的，最适合想往工业界发展的物理申请者。

很多人都不看好物理学的就业，理由无非是由于物理属于基础专业，往往需要大量的政府的政策性投入，难以实现产业化。

因此，总体而言，无论是在美国还是在中国，物理专业毕业，想在业界高薪都不太容易。

但是基本上，物理专业的毕业生可以 在就业时向一些应用广泛的行业去靠。

1. 等离子体不太了解，暂且略过。

2. 凝聚态由于其研究的范围太广，就业情况根据具体内容大体情况是：做半导体，超导体，纳米材料的由于和EE，材料比较相关，可以在IT、电子行业做新材料研发，测试工程师。

凝聚态毕业生找工作时，去一些典型的工业重地为佳：例如加州，德答陪州，宾州等。例如美国国家半导体公司就设立在加州，德州石油工业发达，美孚等石油公司的总部都在德州，滨州煤炭，钢铁工业发达，匹兹堡是美国最大的钢铁中心。凝聚态的同学想要在工业界找到工作的话， 务必提前准备，补充所缺的知识如计算机编程，统计等，才能在工业界顺利找到工作。因此，凝聚态的就业面比起以上提到的各个方向都宽了不少。

3.光学作为21世纪物理的一个最热门方向。它是物理学中最接近应用的一个方向，和EE(电子电器工程)结合得也最紧密。一般的网络公司，我们熟悉的中国移动，中国电信，联通，铁通等等，以及仪器设备商，例如华为，中兴，TP―Link等等。特别是如果出身于三大光学中心(University of Rochester，University of Central Florida，University of Arizona)的光学院的话，由于它们得到工业界的广泛认可，联系又紧密，就业不成问题。

此外光学研究者可以在光纤通讯，光学(光电子)器件公司，太阳能产业，激光，液晶材料等领域工作。太阳能方面，虽然经济低迷，不过美国的太阳能产业仍取得长足进步。在美国，在其他行薯伏业纷纷裁员之际，太阳能行业的就业人数却在扩大。在美国利用最多的五个州是加州，佛罗里达州，新泽西州，科罗拉多州，亚利桑那州。

不过由于很多物理毕业生都拥有博士学位，因此很多情况下美国的博士毕业以后留在学校里面做博士后的机会很大，或者到相应的研究机构做研究，或者是回国内大学做教授，又或者去中科院之类的研究机构做研究。在美国，物数举携理工作者由于大部分拥有博士学位，平均年薪在10万美元以上。

物理学下分为光学，凝聚态物理，粒子物理与原子悔颤吵核物理，等离子体物理。

其中光学和凝洞燃聚态较强，而且就业前景碧侍好，其他次之。

考研难度相比于同层次的一些985，还是容易太多了，竞争压力也小很多。22年复试线300，初始在320左右基本就差不多能录取，其中光学招49人，凝聚态19人，其余专业4到5个人，复试报录比是1：1.4。21年复试线300，初始在320左右基本可以，复试报录比1：1.2，招生人数和22年基本一致。

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