MỞ ĐẦU LA - Mục Dich Của Đẻ Tai LA. Mục Dich Của Dé Tài LA2 Những Nét Chung Vẻ Plasma LB Mô Hình Plasma Một Thanh Phần (OC P) [BI Mô Hình Được Sở Dụng .B2 Mô Hình Plasina Một Thành Phan Và Cách Phan Loại Plasna TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG | Hàm Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất LA_MUC DICH CUA ĐỀ TÀI LAI Mục Dich Của Dé Tai: Cùng với thời gian , sự hiểu biết của con người về thế giới tự nhiên từng bước được mở rộng. Lfớc mơ khám phá và chính phục tự nhiên luôn tổn tại và không ngừng chấy bỏng. Trước những đòi hỏi ấy, Vật Lý Học phải liên tục phát triển và sự thật nó đã phát triển rực tỡ bắt đâu từ thế ki 20.
Ngày nay , do sự phát triển sâu rộng này, Vật Lý Học đã din phân chia thành nhiều chuyên ngành mới: Vật Lý Hạt Co Bản, Vật Lý Thiên Van Vật Lý Hạt Nhân, Vật Lý Plasma, Trong đó, Vật Lý Plasma đang thu hút sự quan tâm của cộng đồng các nhà khoa học trên toàn thế giới. Sở đi như vậy là vì khi con người càng khám phá vũ trụ, người ta thấy rằng có tới 99% vật chất tổn tại đưới dang Plasma {1}. Ngoài ra, nếu chúng ta hiểu biết đẩy đủ về Plasma, giấc mơ tạo ra nguồn năng lượng khổng lỗổ từ các phản ứng nhiệt hạch không còn là điểu mo tưởng viễn vong nữa. Vật Lý Plasma và các kỳ thuật tạo Plasma đang được hoàn thiện và phát triển.
Tuy nhiên, ở nước ta, đây vẫn còn là một chuyên ngành mới và ít được biết đến. Xuất phát từ sự yêu thích cộng với sự gợi ý và khích lệ của thầy hướng din : TS.Đỗ Xuân Hội, em đã quyết định chọn để tài ; “ Hàm phân bố xuyên tâm trong Plasma lưu chất” cho luận vin tốt nghiệp của CHƯƠNG | 6 Hàm Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất minh, Thông qua luận văn này, em mong muốn tiếp nhận những kiến thức cơ bản vé Vật Lý Plasma cùng với những phương pháp nghiên cứu nó. Đồng thời em cũng mong muốn sử dụng những kiến thức đã tích lũy sau những nam học tập ở khoa Vật Lý trường ĐHSP TP.HCM vào thực tiên. Những kính nghiệm quí báu này chấc chấn sẽ giúp ích rất nhiều vào việc nghiên cứu khoa học mà em tin rằng sẽ được tiếp tục sau khi tốt nghiệp.2 Những Nét Chung Về Plasma “Plasma” có thể được định nghĩa như là một hệ thống kê gồm các điện tích chưyển động [2].
Lúc đầu, “Piasma"” là một thuật ngữ sinh học chỉ thành phần huyết tương trong máu. Vào năm 1923, Langmuir và Tonks đã sử dụng thuật ngữ này để chỉ những chất khí bị ion hóa, trung hòa vẻ điện tích và tổn tại trong các ống phóng điện [3]. Những đóng góp cơ bản cho các hiểu biết về plasma lại xuất phát từ các phi hành gia và các nhà địa vật ly [2]. Thật vậy , những vấn dé trong thiên văn và địa vật lý học như việc truyền sóng điện từ qua bầu khí quyển , động lực học của địa từ trường, sự rối loạn của vật chất bị ion hóa và từ trường gần bể mặt Mặt Trời và các vì sao , sự tắn sắc và mở rộng tín hiệu khi đi qua không gian giữa các vì sao, sự tiến hóa và cấu trúc bên trong của các thiên thể,.
đều có mối quan hệ gần gũi với những khía cạnh cơ bản của Vật Lý Plasma. CHUONG | ? Ham Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất Cho đến đầu những năm 1950 , các nghiên cứu cin kẽ về Plasma mới được thực hiện khi các nước như Mỹ, Anh , Liên Xô và các nude khác muốn khống chế nguồn năng luợng khổng lẻ từ các phan ứng tổng hợp hạt nhân. Ngoài ra, những ích lợi khác của Plasma , trong những nam gan day , cho ta các ứng dụng kỹ thuật như việc chuyển hóa trực tiếp nhiệt năng thành điện năng nhờ các thiết bị từ thủy động lực hoc , động cơ Plasma cho các tàu không gian , và sự phát triển của các thiết bị điện tử mới „. Hiện nay cố nhiều phương pháp tạo ra plasma như ion hóa khí bằng điện trường mạnh , bằng nhiệt độ cao, nén ấp suất, .Trong đó, hai phương pháp được sử dụng phổ biến là dùng các may gia tốc tăng tốc cho hạt để bắn phá vào vật làm bia và kỹ thuật sử dụng các chùm: tia laser có công suất lớn chiếu đồng loạt vào một vật có kích thước nhỏ để tạo Plasma.
CHUONG | 8 Hàm Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chat 1B MÔ HINH PLASMA MỘT THÀNH PHAN ( ONE COMPONENT PLASMA_OCP) IL.1_Nhtng Mô Hình Được Sử Dụng : Thông thường, chúng ta có thể xem Plasma như một hỗn hợp gồm các electron, các ion và những hạt trung hòa về điện. Đối với Plasma, điều kiện trung hòa về điện tích phải luôn được thỏa mãn : n= YZ, (LJ) với n„ : trật độ electron trung bình. n, : mật độ ion trung bình loại “i” Z,: điện tích của ion loại “i” Ngoài ra, để thuận tiện cho việc tính toán cũng như để dễ pall. hinh dung về mô hình Plasma dang nghiên cứu, chúng ta sẽ sử : e dung mô hình “hình cầu ion”.
Theo mô hình nay, ta xét một điện tích Ze và một dam mây điện tử bao quanh nó mà điện tích tổng cộng của chúng vừa đủ để khử điện tích Ze. [4] ` Như vậy, hình cầu này biểu thị cho vùng ảnh hưởng của điện tích Ze. Ta thấy rằng hình cầu này chỉ chứa trung bình | ion và đám mây điện tử xung quanh nó với mật độ trung bình là p, .2 Plasma Một Thành Phan(OCP) Và Cách Phân Loại: Trong luận van này, chúng ta chỉ quan tâm chủ yếu đến Plasma một thành phan (OCP) nhằm đơn giản hóa các vấn để nghiên cứu. Nhờ đó, các tính toấn trở nên đơn giản hơn nhưng vẫn không mất tính tổng quát.
Theo mô hình trên, ta có thể hình dung OCP như là một tập hợp gdm N ion có điện tích Ze và một đám mây điện tử gdm ZN electron được phân bố déu trong một thể tích Q và hệ có nhiệt độ tuyệt đốt T CHUONG I 9 Hàm Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất Dựa vào sự hình dung này, chúng ta có thể tính được bán kính hình cẩu ion a thông qua biểu thức : Qe Men) (1.2) Từ đó : a (2~) (13) Trong đó n= = là mật độ trung bình của Plasma Như vậy, OCP có thể được xem như một hệ tham khảo trong quá trình nghiên cứu Plasma nhiều thành phan (multicomponent plasma) bằng cách sử dung thích hợp điện tích hiệu dung. Ngoài ta, khí sử dụng OCP, chúng ta có thể biểu điển mọi tính chất nhiệt động lực học chỉ theo một thông số [3] : > (Ze)ˆ (14) I ak? I với a= [=n] là bán kính hình cầu ion " 4x)", ‘ : 3 Có nhiều cách phân loại Plasma theo các thông số khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta sẽ dùng cách phân loại theo thông số F được định nghĩa ở trên, gọi là tham số tương liên. Ta thấy rằng, F là thương số giữa năng lượng 2 (Ze tương tác Coulomb giữa 2 ion ( ) ) và năng lượng chuyển động nhiệt trung a bình( kT ).
Theo cách này, người ta phân ra làm 2 loại Plasma : a, Plasma có [<l được gọi là Plasma liên kết yếu. Lúc nầy ta có 2 l2 <kT hay nang lượng chuyển động nhiệt hỗn loạn chiếm ưu thế hơn so với năng lượng tương tác Coulomb. Nhu vậy, những tinh chất của Plasma liên kết yếu gần giống như các tính chất của khí lý tưởng. Loại Plasma này tổn tại trong các khí tích điện hay được tạo ra từ các máy Tokamak,.
CHƯƠNG | 10 Ham Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chat b, Plasma có [>1 được gọi là Plasma liên kết mạnh. Losi Plasma này hiện diện trong các sao lùn trắng, sao nơtron, hoặc được tạo ra bằng cách bin phá một bia nhỏ bởi các chùm tia laser hoặc ion. Những tính chất co bản của Plasma một thành phần được tóm tất trong bảng sau [4] : CHƯƠNG | Ha] etọa298uondđựts|JUgẻ)Su283Mậa1; -uạaBon2OWYUL]0€—Z=. —D|MônWea-> Hi|ĐNOñA nl1ytPuUSiI?E9gạộb|Á,3[] u194NOP#03J\gÁnSyaI3)t1isen|yeqsid Ol-UIr1)=s4 XoAFU2vIg901t4sGua Y0£~=a-2pEIS1d{|3DÖnNi]ewsjgJuoryọÁXOFULW (,.12) E2UOISNẺ1p “(ai~ẻ3 tO1Eạ8Fi3[ gtwuosyerl Snsunp BAugs’oYUl 01] u(o1A2[)a OuIÔ1g3p9|y2 Hàm Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất Tài Liệu Tham Khảo [1] Nguyễn Hữu Chí, Vật Lý Plasma (Khí ion hóa }, Tủ sách Đại Học KHTN, 1998.Ichimaru , Statistical Physics , Volume 1 , Addison-Wesley Publishing Company , 1992.
[3] Trương Tinh Hà , Luận Văn Tốt Nghiệp khoa Vật Lý trường DHSP TP. (4| Đỗ Xuân Hội , Relation entre l'ordre local et le potentiel d'écrantage dans les plasmas , luận án Tiến Si, Đại Học Paris VỊ , 1999. CHƯƠNG | l3 Ham Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất CHƯƠNG II : HAM PHAN BO XUYÊN TAM g(r) VÀ THE MAN CHAN H() TRONG PLASMA LUU CHAT ILA_Ham Phan Bố Xuyên Tâm g(r) ILA. Định Nghia Hàm Phân Bố Xuyên Tâm g(r) ILA.2_Giéi Han Của Giá Trị Tham Số Tương Liên F Đối Với Plasma Lưu Chất liA.3 Nghưỡng Trật Tự Địa Phương Và Lý Thuyết Debye-Huckel IB Thế Màn Chan H(r) Trong Plasma Lưu Chất 11.1_ Định Nghĩa Và Y Nghĩa Vật Lý Của H(r)__Mối Quan Hệ Giữa H(r) Và g(r) H.B2_ Định Lý Widom TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG II 4d Hàm Phân Bố Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất ILA_ Hàm Phân Bố Xuyên Tam g(r) Để thiết lập ham phân bố xuyên tâm của Plasma.
Chúng ta cần nhắc lại về điều kiện ổn định đối với chất lỏng [1] : +Thứ nhất, thế nang toàn phẩn của hệ phải lớn hơn một giá trị nhất định: = À®Ñ-R,)>-AN .A>0 (In lQ</$\v +Thứ hai, thế năng tương tác (đẩy) phải giảm nhanh ở khoảng cách lớn, tức là : alk --5kr —R ee (H2) đối với Ñ-R|>R với B>0, C>0, R>O. dR -RÌ là thế nang tương tác giữa hai hạt i và j của chất lỏng đang xét RR,, là các vectơ vị trí của hạt i va j Vx là thế năng toàn phần của hệ hạt Thế năng toàn phần này là tổng của các thế năng tương tác Coulomb giữa ion_ion, electron_electron và giữa ion_electron với các biểu thức lin lượt là : HẸP 5 Pe] Rj izy (H34) CHƯƠNG II 15 Hàm Phân Bế Xuyên Tâm Trong Plasma Lưu Chất drdr zn(Ze) ‘(= Ƒr- rÌ (II.3b) _n(Z)` >" iel@<w (113) trong đó R : R: vectơ vị trí của ion thứ i và j - Yr : vectơ vị trí của electron Trong các công thức (II.3b), thừa sé 1⁄2 nhằm tránh lập lại 2 lần khi ta cộng năng lượng tương tắc giữa mỗi cặp hạt. Vì ta coi các electron được phân bố liên tục nên ta phải thay dấu I bằng tổng tích phân đối với (I.