О физической интерпретации томсоновского рассеяния в плазме

В.Н. Цытович^а, б
^аИнститут общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация
^бМосковский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация

Рассеяние волн на отдельных частицах происходит вследствие их колебаний в поле падающей волны и излучения этими колебаниями рассеянной волны. Обычно считается, что рассеяние в плазме, хотя сечение рассеяния в ней и имеет порядок томсоновского сечения рассеяния в вакууме, происходит на флуктуациях плотности плазмы, в которых участвуют и ионы, поэтому полное рассеянное излучение не является суммой томсоновских рассеяний на отдельных электронах. Несмотря на то что широко используемые при обработке наблюдений формулы рассеяния являются правильными, их интерпретация часто неточна. Приводится строгое доказательство того, что рассеяние в плазме равно сумме рассеяний на электронах и ионах, при этом полная разность импульсов падающей и рассеянной волны распределяется между электронами и ионами, и только такая интерпретация позволяет получить законы сохранения для волн и частиц в плазме. Обсуждаются общефизические, астрофизические и другие следствия правильной интерпретации процессов рассеяния для частот излучения, намного превышающих плазменную частоту.

Текст pdf (685 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0183.201302f.0195

PACS: 52.27.Lw, 52.35.Dm, 52.35.Fp, 52.35.Qz (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0183.201302f.0195
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2013/2/f/
Web of Science

000319332300005
Scopus

2-s2.0-84878225503
ADS NASA

2013PhyU...56..180T
Цитата: Цытович В Н "О физической интерпретации томсоновского рассеяния в плазме" УФН 183 195–206 (2013)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 10 января 2012, доработана: 23 февраля 2012, одобрена в печать: 13 марта 2012

English citation: Tsytovich V N “On the physical interpretation of Thomson scattering in a plasma” Phys. Usp. 56 180–191 (2013); DOI: 10.3367/UFNe.0183.201302f.0195

Список литературы (28) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (9) Похожие статьи (20)

Цытович В Н Теория турбулентной плазмы (М.: Атомиздат, 1971); Tsytovich V N Theory of Turbulent Plasma (New York: Plenum Press, 1977)
Sheffield J Plasma Scattering of Electromagnetic Radiation (New York: Academic Press, 1975); Шеффилд Дж Рассеяние электромагнитного излучения в плазме (М.: Атомиздат, 1978)
Salpeter E E Phys. Rev. 120 1528 (1960)
Salpeter E E Phys. Rev. 122 1663 (1961)
Rosenbluth M N, Rostoker N Phys. Fluids 5 776 (1962)
Гайлитис А К, Цытович В Н ЖЭТФ 46 1726 (1964); Gailitis A K, Tsytovich V N Sov. Phys. JETP 19 1165 (1964)
Гинзбург В Л, Цытович В Н ЖЭТФ 65 1818 (1973); Ginzburg V L, Tsytovich V N Sov. Phys. JETP 38 909 (1974)
Гинзбург В Л, Цытович В Н Изв. вузов Радиофизика 18 173 (1975); Ginzburg V L, Tsytovich V N Radiophys. Quantum Electron. 18 125 (1975)
Гинзбург В Л, Цытович В Н Переходное излучение и переходное рассеяние (М.: Наука, 1984); Ginzburg V L, Tsytovich V N Transition Radiation and Transition Scattering (New York: A. Hilger, 1990)
Кузелев М В, Рухадзе А А УФН 178 1025 (2008); Kuzelev M V, Rukhadze A A Phys. Usp. 51 989 (2008)
Кузелев М В, Рухадзе А А УФН 181 393 (2011); Kuzelev M V, Rukhadze A A Phys. Usp. 54 375 (2011)
Цытович В Н ДАН СССР 54 76 (1964); Tsytovich V N Sov. Phys. Dokl. 9 49 (1964)
Tsytovich V N Lectures on Non-linear Plasma Kinetics (Berlin: Springer, 1995)
Климонтович Ю Л Кинетическая теория неидеального газа и неидеальной плазмы (М.: Наука, 1975); Klimontovich Yu L Kinetic Theory of Nonideal Gases and Nonideal Plasmas (Oxford: Pergamon Press, 1982)
Biebricher A et al. Adv. Space Res. 38 2541 (2006)
Havnes O et al. J. Atm. Terr. Phys. 52 637 (1990)
Tsytovich V N et al. Elementary Physics of Complex Plasmas (Berlin: Springer, 2008)
Vladimirov S V, Ostrikov K, Samarin A A Physics and Applications of Complex Plasmas (London: Imperial College Press, 2005)
Fortov V E, Iakubov I T, Khrapak A G Physics of Strongly Coupled Plasmas (Oxford: Oxford Univ. Press, 2006)
Цытович В Н УФН 177 427 (2007); Tsytovich V N Phys. Usp. 50 409 (2007)
Tsytovich V, Morfill G Contrib. Plasma Phys. 51 707 (2011); Tsytovich V, Morfill G Contrib. Plasma Phys. 51 723 (2011); Tsytovich V, Morfill G Contrib. Plasma Phys. 51 830 (2011)
Ecklund W L, Balsley B B J. Geopys. Res. 86 7775 (1981)
Havnes O, Aslaksen T, Brattli A Phys. Scripta T89 133 (2001)
Tsytovich V N, Havnes O AIP Conf. Proc. 649 454 (2002)
Tsytovich V N, Morfill G E ЖЭТФ 141 211 (2012); Tsytovich V N, Morfill G E JETP 114 183 (2012)
Heinrich J R, Kim S-H, Merlino R L Phys. Rev. E 84 026403 (2011)
Havnes O (2012), Private communication
Цытович В Н, Ойрингель И М (Отв. ред.) Поляризационное тормозное излучение частиц и атомов (М.: Наука, 1987); Tsytovich V N, Oiringel I M (Eds) Polarization Bremsstrahlung (New York: Plenum Press, 1992)