思考题
1.1 电离气体一定是等离子体吗？反过来呢？
答：电离气体不一定是等离子体，反过来也不一定。
1.2 试就高温、低温、高密度、低密度等离子体各举一例。
答：磁约束受控热核聚变等离子体是高温等离子体，电弧等离子体是低温等离子体，太阳内部等离子体是高密度等离子体，电离层等离子体是低密度等离子体。
1.3 德拜屏蔽效应一定要有异性离子存在吗？
答：不一定，完全由电子构成的非中性等离子体也具有德拜屏蔽效应。
1.4 用电子德拜长度表示等离子体的德拜长度的前提是什么？
答：主要是所考虑问题的时间尺度应小于离子的响应时间，离子不能响应。
1.5 由于德拜屏蔽，带电粒子的库仑势被限制在德拜长度内，这是否意味着
粒子与德拜球外粒子无相互作用？为什么？
答：有，但是表现为集体相互作用，实际上屏蔽本身可以视为相互作用的传递过程，粒子对德拜球外的粒子的相互作用，通过周围屏蔽粒子的传递而作用。
1.6 对于完全由同一种离子构成的非中性等离子体，能够有德拜屏蔽的概念
吗？
答：同样有，但此时是指在平衡状态下，系统对电扰动的屏蔽作用。
1.7 常规等离子体具有不容忍内部存在电场的禀性，这是否意味着等离子体
内部不可能存在很大的电场，为什么？
答：不一定，在小于德拜长度的空间尺度中，可以存在局域很强的电场，
在比等离子体特征响应时间小的时间尺度中，可以存在瞬时的强电场。
1.8 在电子集体振荡的模型中，若初始时不是所有电子与离子产生分离而是
部分电子，则振荡频率会发生变化吗？如果变化，如何解释？
答：从方程上看，此时的振荡频率似乎会减小，即将电子密度换成分离电子密度，如果这样，集体振荡频率就不是等离子体的一种特征频率，因为与振荡扰动的幅度相关。但事实上这样处理是不对的，部分电子与离子分离的情况应用此模型无法进行。因为当部分电子分离时，未分离的电子同样会运动，使得电场会增大，结果使振荡频率仍然是等离子体频率。
1.9 粒子之间的碰撞是中性气体中粒子相互作用的唯一途径，在等离子体中
也如此吗？粒子间能量动量交换还有什么途径？
答：等离子体中粒子间能量、动量交换途径除碰撞外，还可以通过许多集体相互作用形式，如不稳定性、粒子－波－粒子作用等。
1.10 受控任何聚变的最终目标是什么？有哪两种基本的实现途径？
答：目标是人类的“终极”能源。两种主要途径是磁约束聚变和惯性约束
聚变，前者是提高等离子体的能量约束时间，但密度较低，后者则是提高等离子体密度，但约束时间较短。这两种途径都可以实现密度与约束时间之积满足所谓的Lawson条件。
1.11 利用打靶的方法可以很容易地实现核聚变反应，为什么以能源为目的
的核聚变研究不能采用这种方法？
答：主要是库仑近碰撞的截面太小，需要很多次“射击”才能击中（即发
生近碰撞，发生聚变反应）。因此，平均而言，每次碰撞所获得的聚变能
量远小于用于加速粒子的能量，无法实现有效的能量增益。
1.12 低温等离子体环境下可以实现常规化学方法无法实现的化学过程，其
物理原因何在？
答：物理原因是等离子体环境下，电子具有足够打断任何物质化学键的能量，因而，等离子体环境下的分子可以拆开重新组合，形成新的稳定物质。
1.13 作为物质第四种存在形式，对等离子体体系的时空尺度有何要求？
答：空间尺度必须远大于德拜长度，时间尺度必须远大于等离子体特征响应时间。
1.14 等离子体是绝大多数物质的存在形式，为什么我们感觉不是这样？
答：因为人类过于娇嫩，对生存环境的要求太苛刻。
1.15 固态、液态、气态之间有明确的相变点，气态到等离子体态有这样的
相变点吗？
答：没有，等离子体与其它相之间的界限比较模糊。
2.1 （2-16）式在磁场趋于零时，会得到漂移速度无穷大的结果，这合理吗？
如何解释？
E B c时，答：当漂移速度与光速可比时，必须考虑相对论效应，即当||
（2-16）式不再成立。
2.2 电漂移与重力漂移的最重要的差别是什么？
答：电漂移与粒子种类无关，而重力漂移与种类相关。
2.3 从粒子运动轨道图像分析（参考图 2.1），考察粒子的电漂移速度为什么
与下列因素无关，（1）电荷的正负、（2）粒子质量、（3）粒子的速度。答：（1）正负电荷的回旋运动旋转方向相反，
但在电场中受到加速的方向亦相反，结果使电漂移运动与电荷正负无关；（2）粒子在电场中受到的加速度与质量成反比，但其回旋频率亦与质量成反比，电漂移速度与两者之比相关，故电漂移运动与粒子质量无关；（3）粒子的回旋频率和在电场中受到的加速度均与速度无关，故电漂移运动与粒子速度无关。
2.4 磁力线弯曲的磁场一定是不均匀的，反过来呢？
答：在无电流空间，弯曲的磁场一定是不均匀的，
由于磁场散度为零条件
性质，在曲率方向上强度降低。反过来也是。2.5 试分析“镜面”相互接近系统如何传递能量给所捕获的粒子。
答：“镜面”相互接近时，粒子处在变化的磁场中，变化磁场产生的电场最终加速了粒子。恒定磁场本身不加速带电粒子，当变化的磁场会。
2.6 若电子、离子的温度相等且各向同性，其等效磁矩之比为多少？
答：1。
2.7 对磁镜场约束的带电粒子，若缓慢地增强磁场，则粒子的垂直能量会增
加，磁场本身不会对粒子做功，那么粒子是如何得到能量的？
答：变化的磁场产生的电场最终加速了粒子。
2.8 本章中所处理的粒子在电磁场中的运动可以分成回旋运动与漂移运动
的合成，对哪些情况我们要求漂移运动的速度远小于回旋运动速度，
哪
些情况则不需要这样的假设？
答：对外力漂移不需要这样假设，
对由于引导中心近似所产生的等效力则需要。2.9 绝热不变量的条件是什么？具体到电子磁矩绝热不变的条件为何？
答：要求外参数是缓变的，即外参数变化的时间尺度远大于系统运动的周
期。具体到电子磁矩绝热不变则要求外界磁场的变化频率（对非周期变化，则为相对变化率）远小于电子回旋频率。
2.10 若磁场不随时间变化，但是不均匀的，那么磁矩绝热不变的缓变条件
是什么？
答：在回旋运动周期内，粒子所经历的磁场相对变化远小于1，即：c r B B ，c v B B
2.11从粒子引导中心近似的方法体会当体系存在两种时间尺度差别较大的
运动时的处理方法。
2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要 求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．氢原子能级示意图如图所示。光子能景在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷
C ．P 带正电荷，Q 带负电荷 D ．P 带负电荷，Q 带正电荷 16．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取 得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s ，产生的推力约为4.8×108 N ，则它在1 s 时间内喷射的气体质量约为 A ．1.6×102 kg B ．1.6×103 kg C ．1.6×105 kg D ．1.6×106 kg 17．如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强 度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为 A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 18．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第一个 4 H 所用的时间为t 1，第四个 4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足 A ．1< 21t t <2 B ．2<21t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<2 1 t t <5 19．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N 。 另一端与斜面上的物块M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N ，直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°。已知M 始终保持静止，则在此过程中
等离子体物理学科硕士研究生培养方案 （专业代码：070204） 等离子体物理主要研究微波等离子体理论与应用、计算等离子体物理、等离子体电子学以及激光与等离子体的相互作用、聚变等离子体、等离子体诊断。微波等离子体理论与应用，重点研究其产生、维持的理论和方法，微波等离子体激光、微波等离子体沉积及新材料制备等。计算等离子体物理研究等离子体重要物理过程的粒子模拟技术（PIC技术）。等离子体电子学主要研究电磁场或电磁波和电子注及等离子体的三元相互作用，探索新型高效率、高功率微波器件。聚变等离子体学主要开展对受控聚变中所涉及的基础等离子体物理学进行细致研究。重点开展波与等离子体相互作用及加热机理，探索新型等离子体诊断方法。 一、培养目标 培养德、智体全面发展的，具有坚实的数理基础和等离子体物理专业知识，掌握本学科坚实的理论基础及系统的专门知识，掌握现代微波等离子体实验技能和基本的等离子体诊断技术，了解等离子体物理的前沿领域和发展动态。具有严谨求实的科学态度和工作作风及从事科学研究工作及独立从事专门技术工作的能力，能胜任高等院校、研究机构和产业部门有关方面的教学、研究、工程、开发及管理工作。 二、研究方向 1．微波等离子体理论与应用2．计算等离子体物理 3．聚变等离子体物理4．等离子体电子学 5．等离子体诊断6．太赫兹科学技术 三、培养方式和学习年限 全日制硕士研究生学制为三年。提前完成硕士学业者，可申请提前半年毕业；若因客观原因不能按时完成学业者，可申请适当延长学习年限，但最长学习年限不超过四年。 四、学分与课程学习基本要求 总学分要求不低于26学分，其中课程总学分不低于24个学分，必修环节不低于2学分。课程学分要求中，学位课不低于15学分，其中公共基础课必修，基础课至少选修一门。专业基础课中有“*”标志的为全校共选专业基础课。允许在导师指导下、在相同学科门类之间、工科与理科之间跨学科选修1～2门学位课作为本学科的学位课。 学位课可以代替非学位课，但非学位课不能代替学位课。对于跨学科专业录取的硕士生，要求补修相应专业本科核心课程至少2门，通过考试，但不计学分；通过后方可选修专业课。 研究生应在导师指导下制定个人培养计划和具体选课。研究生学习与研究课题有关的专业知识，可由导师指定内容系统地自学某些课程，并列入个人培养计划，但不计学分。 五、课程设置 研究生课程主要划分为学位课、非学位选修课、必修环节三大部分。
绝密★启用前 2017年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 物理部分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H1Li7C12N14O16S32K39Cr52Mn55Fe56 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。 与天宫二号单独运行相比，组合体运行的 A．周期变大B．速率变大 C．动能变大D．向心加速度变大 15．如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是 A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 16．如图，一质量为m ，长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂。用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点，M 点与绳的上端P 相距13l 。重力加速度大小为g 。在此过程中，外力做的功为 A ．1 9mgl B ．16mgl C ．13mgl D ．12 mgl 17．一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上，弹性绳的原 长也为80cm 。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm ；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内） A ．86cm B ．92cm C ．98cm D ．104cm 18．如图，在磁感应强度大小为1B 的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放 置，两者之间的距离为l 。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离为l 的a 点处的磁感应强度为零。如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为 A ．0 B 0B C 0B D ．02B 19．在光电效应试验中，分别用频率为a v ，b v 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得 相应的遏止电压分别为a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。h 为普朗克常量。下列说法正确的是 A ．若a b v v >，则一定有a b U U < B ．若a b v v >，则一定有ka kb E E > C ．若a b U U <，则一定有ka kb E E < D ．若a b v v >，则一定有a ka b kb hv E hv E ->-
等离子体分析实验报告 摘要: 本文阐述了气体放电中等离子体的特性及其测试方法，分别使用单探针法和双探针法测量了等离子体参量，并简要介绍了等离子体的应用,最后对实验结果进行讨论。 关键词:等离子体、单探针、双探针 (一)引言 等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。 （二）实验目的 1，了解气体放电中等离子体的特性。 2，利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。 （三）实验原理 1，等离子体的物理特性 等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。 等离子体有一系列不同于普通气体的特性： （1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。 （2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。 描述等离子体的一些主要参量为： （1）电子温度e T 。它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。 （2）带电粒子密度。电子密度为e n ，正离子密度为i n ，在等离子体中e i n n 。 （3）轴向电场强度L E 。表征为维持等离子体的存在所需的能量。 （4）电子平均动能e E 。 （5）空间电位分布。 本实验研究的是辉光放电等离子体。 辉光放电是气体导电的一种形态。当放电管内的压强保持在10～102 Pa 时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图一所示。8个区域的名称为 （1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区， （6）正辉区，（7）阳极暗区，（8）阳极辉区。其中正辉区是等离子区。 辉光放电的光强、电位和场强分布 2，单探针与双探针法的测量原理 测试等离子体的方法被称为诊断。等离子体诊断有探针法，霍尔效应法，微
版权所有，违者必究！！ 中文版低温等离子体作业 一. 氩等离子体密度103 210n cm -=?, 电子温度 1.0e T eV =, 离子温度0.026i T eV =, 存 在恒定均匀磁场B = 800 Gauss, 求 （1） 德拜半径； （2） 电子等离子体频率和离子等离子体频率； （3） 电子回旋频率和离子回旋频率； （4） 电子回旋半径和离子回旋半径。 解：1、1/2302 ( )8.310()e i D e i T T mm T T ne ελ-==?+， 2、氩原子量为40， 221/21/2 00()8.0,()29pe pi e i ne ne GHz MHz m m ωωεε====， 3、14,0.19e i e i eB eB GHz MHz m m Ω= =Ω== 4、设粒子运动与磁场垂直 2 4.210, 1.3e e i i ce ci m v m v r mm r mm qB qB -===?=== 二、一个长度为2L 的柱对称磁镜约束装置，沿轴线磁场分布为22 0()(1/)B z B z L =+，并满 足空间缓变条件。 求：（1）带电粒子能被约束住需满足的条件。 （2）估计逃逸粒子占全部粒子的比例。 解：1、由B(z)分布，可以求出02m B B =，由磁矩守恒得 22001122m m mv mv B B ⊥⊥ = ，即0m v ⊥⊥= （1） 当粒子能被约束时，由粒子能量守恒有0m v v ⊥≥，因此带电粒子能被约束住的条件是在磁镜 中央，粒子速度满足002 v v ⊥≥ 2 、逃逸粒子百分比20 1 sin 129.3%2P d d π θ ?θθπ = ==?? （2）
绝密★启封并使用完毕前 试题类型: 2016年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（物理) 注意事项： 1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。 ２.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。 3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。 ?4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题共126分） 本卷共2１小题,每小题6分,共12６分。 可能用到的相对原子质量： 二、选择题：本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~１7题只有一项是符合题目要求,第1８~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得３分。有选错的得0分。14.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上,若将云母介质移出，则电容器 Ａ.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大 B.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大 Ｃ.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变 D.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变 15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为 A.1１ B．12 C．121 D.144
１６.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R１,R2和R3的阻值分别为3Ω，1Ω,4Ω,为理想交流电流表，U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关Ｓ断开时，电流表的示数为I；当S 闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 A.2 B.3 Ｃ.４Ｄ.5 １7.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为 A.1h Ｂ.４ｈ C．8h Ｄ.１6ｈ 18.一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则 A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 Ｂ.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 1９.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO＇悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止，则 A．绳ＯO'的张力也在一定范围内变化 Ｂ.物块ｂ所受到的支持力也在一定范围内变化 C．连接ａ和b的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
在强激光等离子体相互作用中正电子束的发射 第一个测量强激光产生正电子束的装置已经制成。在不同的激光产生条件下通过测量不同的正电子能量峰值下的正电子发散和源尺寸得到发射值。对于其中一个激光产生条件，我们使用了一个空间paper-pot 技术来改善发射值。相比于使用在现在加速器上的正电子源，在100和500mm.mard之间激光产生正电子有一个几何发射。在5-20Mev能量范围中，每束 1010-1012个正电子中，这种低的束流发射度是准单能的，这可能在未来加速器中能作为替代正电子源。 最近的实验表明，在FWHM中大约20-40度的发散角下，用强短脉冲激光照射富含高Z的目标靶可以产生数量众多的准单能兆电子伏特的正电子。这个实验表明了可以使用激光产生正电子作为直线加速器中的替代源的可能性。使用激光产生正电子作为新的替代源取决于一些潜在的优势，大大减小的物理尺寸，更少的成本和束流品质的提高比如每个脉冲的粒子数，能量范围，束流发射度。这些优势正是基于激光尾场的电子加速器概念所追求的。 传统的正电子源通常包含高能量的电子束和富含Z的目标靶。例如，SLC使用了一个120 Hz, 30 GeV, 30kW的电子束和一个24mm厚，水冷却式W(90%)-Rh(10%)目标靶来产生正电子。一个两千米长的直线加速器需要产生电子驱动束。在2-20 MeV范围内，大约500mm.mrad的几何发散度下，在加速系统中 可以捕捉到每束5×1010的正电子束。在被放进加速器之前，被收集到的正电子 束要先被加速到 1.2 GeV并且被传送到一个发射制动环中。 用强激光产生正电子的同时会在高Z目标靶中产生相似的电子。用一个持续 的非常短强激光脉冲照射一个1mm厚，直径2mm的金制目标靶，产生1010-1012个 5-20MeV的准单能正电子。既然这是总电子能量其中包含了决定正电子产量的兆电子伏特电子，所以激光的功率会比激光的强度更重要。相同的物理过程在基于正电子源的的加速其中是有优势的。在BH过程中，激光产生热电子制造能产生和原子核相互作用的正负电子对的轫致辐射光子。考虑到对比每个脉冲的粒子数和粒子能量，这篇文章会阐述激光产生正电子束的几何发射度，和与在SLC 中~500mm.mard的比较结果。 几何发散度 ，被定义为，其中x和x'表示在x轴上的 粒子的位置和发散，代表一束中粒子的平均数。发散角的上限，其中和分别是原尺寸和发散角度的平方根。这篇文章说明了四个驱动激光正 电子能量6,12,17,28MeV的发射度上限。我们展示的发散度是通过1-D方法得到的。 考虑到非常小的激光焦点的结合和在20至40度范围内测量正电子束的发散，可能会预期正电子发射度可能小于10mm.mard。然而，实际的源尺寸和激光产生正电子束的发散度比预想的更大，如图1a所示。在激光中产生的热电子通过目标靶传送，所以，在目标靶任意深度中，正电子构成的区域都会比激光中焦点区域大。小部分有足够动能的正电子可以跃出目标靶并且成为有用的作为正电子源。跃出表面的正电子在目标靶背面的横向分布决定了原尺寸大小。源
2019全国一卷高考物理试题解析 1.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A. 12.09 eV B. 10.20 eV C. 1.89 eV D. 1.5l eV 【答案】A 【解析】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在 1.63eV~3.10eV的可见光。故E ?=---=。故本题选A。 1.51(13.60)eV1 2.09eV 2.如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A. P和Q都带正电荷 B. P和Q都带负电荷
C. P带正电荷，Q带负电荷 D. P带负电荷，Q带正电荷 【答案】D 【解析】AB、受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误； CD、若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确，故本题选D。 3.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为 4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A. 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg 【答案】B 【解析】设该发动机在t s时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ft mv =， 可知，在1s内喷射出的气体质量 6 3 4.810 1.610 3000 m F m kg kg t v ? ====?，故本题选 B。 4.如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为
2016年普通高等学校招生全国统一考试天津卷） 理科综合物理部分 理科综合共300分，考试用时150分钟 一、单项选择题（每小题6分，共30分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1、我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是 A、米波的频率比厘米波频率高 B、和机械波一样须靠介质传播 C、同光波一样会发生反射现象 D、不可能产生干涉和衍射现象 2、右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则 A、在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B、从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C、照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大 D、若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大 3、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天
宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，学.科网然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 4、如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地， E表示点电荷在P点的电势能，θ在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度， p 表示静电计指针的偏角。学.科网若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 A、θ增大，E增大 B、θ增大，p E不变 C、θ减小，p E增大 D、θ减小，E不变 5、如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 R消耗的功率变大 A、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时， 1 B、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，学.科网电压表V示数变大
等离子体物理 等离子体物理等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。宇宙间的大部分物质处于等离子体状态。例如：太阳中心区的温度超过一千万度，太阳中的绝大部分物质处于等离子体状态。地球高空的电离层也处于等离子体状态。19世纪以来对于气体放电的研究、20世纪初以来对于高空电离层的研究，推动了等离子体的研究工作。从20世纪50年代起，为了利用轻核聚变反应解决能源问题，促使等离子体物理学研究蓬勃发展。 本书比较系统地介绍了等离子体物理的基本概念、基本原理和描述问题及处理问题的方法。书中着重突出物理概念和物理原理，也有必要的数学描述和推导。全书共7章，内容包括：聚变能利用和研究进展、等离子体基本性质及相关概念、单粒子轨道理论、磁流体力学、等离子体波、库仑碰撞与输运过程和动理学方程简介。这些内容都是从事核聚变和等离子体物理及相关学科研究人员所必需的，也是进一步学习核聚变与等离子体物理及相关学科专业课程的重要基础。为教学使用和学生学习方便，本书编有附录和习题，供查阅选用。 本书适合于核聚变、等离子体物理、空间物理以及基础和应用等离子体物理方向的高年级本科生、研究生和研究人员使用。 第1章聚变能利用和研究进展 本章先介绍聚变反应、聚变能利用原理、聚变能利用条件、
实现聚变能利用的途径、方法和当前研究的进展，为学习等离子体物理提供一个背景和讨论的平台。然后介绍等离子体的性质、特点和研究方法。 1.1 聚变反应和聚变能 1.聚变反应的发现 19世纪末，放射性发现之后，太阳能的来源很快地被揭开。英国化学家和物理学家阿斯顿(Aston)利用摄谱仪进行同位素研究，他在实验中发现，氦-4质量比组成氦的2个质子、2个中子的质量之和大约小1％(质量亏损)。这一质量亏损的结果为实现核聚变并释放能量提供了实验依据。同一时期，卢瑟福也提出，能量足够大的轻核碰撞后，可能发生聚变反应。 1929年英国的阿特金森（R.de Atkinson）和奥地利的胡特斯曼（F.G.Hout-ersman）证明氢原子聚变为氦的可能性，并认为太阳上进行的就是这种轻核聚变反应。 1932年美国化学家尤里（Urey）发现氢同位素氘（重氢，用D表示），为此，1934年他获得诺贝尔化学奖。
等离子体物理 等离子体物理学是研究等离子体形成及其各种性质和运动规律的学科。宇宙中的大部分物质都存在于等离子体中。例如，当太阳中心的温度超过1000万度时，太阳的大部分质量处于等离子体状态。地球上空的电离层也处于等离子体状态。19世纪以来对气体放电和20世纪初以来电离层的研究推动了等离子体的研究。自20世纪50年代以来，为了利用轻核聚变反应解决能源问题，等离子体物理的研究蓬勃发展。 1图书信息 书名: 等离子体物理 作者：郑春开 出版社：北京大学出版社 出版时间：2009-7-1 ISBN: 9787301154731 开本：16开 定价: 25.00元 2内容简介 本书比较系统地介绍了等离子体物理的基本概念、基本原理和描述问题及处理问题的方法。书中着重突出物理概念和物理原理，也有必要的数学描述和推导。全书共7章，内容包括：聚变能利用和研究进展、等离子体基本性质及相关概念、单粒子轨道理论、磁流体力学、等离子体波、库仑碰撞与输运过程和动理学方程简介。这些内容都是
从事核聚变和等离子体物理及相关学科研究人员所必需的，也是进一步学习核聚变与等离子体物理及相关学科专业课程的重要基础。为教学使用和学生学习方便，本书编有附录和习题，供查阅选用。 本书适合于核聚变、等离子体物理、空间物理以及基础和应用等离子体物理方向的高年级本科生、研究生和研究人员使用。 3图书目录 第1章聚变能利用和研究进展 1.1 聚变反应和聚变能 1.聚变反应的发现 2.聚变的燃料资源丰富 3.聚变反应是巨大太阳能的来源 1.2 聚变能利用原理 1.聚变能利用的困难 2.受控热核反应条件——劳森判据与点火条件 1.3 实现受控热核反应的途径 1.磁约束——利用磁场约束等离子体 2.惯性约束——激光核聚变 1.4 磁约束原理及其发展历史 1.磁镜装置 2.环形磁场装置 3.托卡马克装置进展 1.5 惯性约束——激光核聚变
2012年山东高考理综试题（物理部分） 第Ⅰ卷 二、选择题（本题包括７小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得５分，选对但不全的得３分，有选错的得０分） 14、以下叙述正确的是（ ） Ａ、法拉第发现了电磁感应现象 Ｂ、惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大 Ｃ、牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因 Ｄ、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果。 15、2011年11月3日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为1R 、2R ，线速度大小分别为1v 、2v 。则 2 1 v v 等于（ ） Ａ、323 1R R Ｂ、12R R Ｃ、2 12 2 R R Ｄ、1 2R R 16、将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t 图像如图所 示。以下判断正确的是（ ） Ａ、前3s 内货物处于超重状态 Ｂ、最后2s 内货物只受重力作用 Ｃ、前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同 Ｄ、第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒 17、如图所示，两相同轻质硬杆OO 1、OO 2可绕其两端垂直纸面的 水平轴O 、O 1、O 2转动，O 点悬挂一重物Ｍ，将两相同木块m 紧压 在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。Ｆf 表示木块与挡板间摩擦力的大小，ＦＮ表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O 1、O 2始终等高，则（ ） Ａ、F f 变小 Ｂ、F f 不变 Ｃ、F Ｎ 变小 Ｄ、F Ｎ 变大 18、图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈 的匝数分别为n 1、n 2，○ Ｖ为交流电压 挡板 金属板 图甲
等离子体物理课程教学大纲 课程基本信息（Course Information） 课程代码 （Course Code） PH339 *学时 （Credit Hours） 3 *学分 （Credits） 48 *课程名称 （Course Name） 等离子体物理 Plasma Physics 课程性质 (Course Type) 物理学专业、物理学专业（国际班）选修课 授课对象 （Audience） 物理学专业、物理学专业（国际班）大学三年级本科生 授课语言 (Language of Instruction) 英文 *开课院系 （School） 物理与天文学院 先修课程 （Prerequisite） Classical electrodynamics 授课教师 （Instructor） 课程网址 (Course Webpage) *课程简介（Description） The course is introductory‐level plasma physics where I teach students the fundamental concepts, theories and some potential applications for plasma physics. Fundamental theories include single‐particle approach as a first step which gives a reasonable background on different particle drift motions in various E‐ and B‐field configurations some are relevant to E‐B fields of magnetic‐confinement machines like EAST Tokamak in CHINA. The fluid‐theory of plasma physics is given and directly applied to various (tens) kinds of plasma waves (EM and ES) and their propagation characteristics in plasma. A modified approach of the fluid theory, called “MHD” is applied to get the electrical properties and the stability properties of the plasma in various confinement configurations, including the most famous 2D equilibrium configuration called “Grad‐Shafranov”. Finally I teach the basics of the microscopic theory of plasma physics which is the kinetic approach. Based on this theory I derive the exact dispersion relationship of plasma waves and the so called “Landau damping”. Throughout the course, we teach how the plasma physics is applied, for example to create a nuclear fusion reactor for future energy needs etc. 课程教学大纲（Course Syllabus）
在我们上了高中之后，会进行分班，分别是文科和理科，对应的考试试题也会有所不同，下面是为大家搜集整理出来的有关于高考理综物理试题和答案，希望可以帮助到大家！ 一、单项选择题（共16分，每小题2分。每小题只有一个正确选项。 1、卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 （A）电子（B）中子（C）质子（D）原子核 2、一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时 （A）速度相同，波长相同（B）速度不同，波长相同 （C）速度相同，频率相同（D）速度不同，频率相同 3、各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是 （A）γ射线、紫外线、可见光、红外线 （B）γ射线、红外线、紫外线、可见光 （C）紫外线、可见光、红外线、γ射线 （D）红外线、可见光、紫外线、γ射线 4、如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的 （A）OA方向（B）OB方向（C）OC方向（D）OD方向 5、磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁 （A）向上运动（B）向下运动（C）向左运动（D）向右运动 6、放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了 （A）1位（B）2位（C）3位（D）4位 7、在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中 （A）失重且机械能增加
（B）失重且机械能减少 （C）超重且机械能增加 （D）超重且机械能减少 、如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是 （A）+x方向 （B）-x方向 （C）+y方向 （D）-y方向 二、单项选择题（共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项。） 9、在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 （A）中间条纹间距较两侧更宽 （B）不同色光形成的条纹完全重合 （C）双缝间距离越大条纹间距离也越大 （D）遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 1 、研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别于电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则 （A）a为电源正极，到达A板的为α射线 （B）a为电源正极，到达A板的为β射线 （C）a为电源负极，到达A板的为α射线 （D）a为电源负极，到达A板的为β射线 11、国际单位制中，不是电场强度的单位是 （A）N/C （B）V/m
2017年全国高考理综（物理）试题及答案-全国卷1 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~17 题只有一项符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．将质量为1.00kg 的模型火箭点火升空，50g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭 喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略） A ．30kg m/s ? B ．5.7×102kg m/s ? C ．6.0×102kg m/s ? D ．6.3×102kg m/s ? 15．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。 速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网，其原因是 A ．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B ．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C ．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D ．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 16．如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场 方向垂直于纸面向量，三个带正电的微粒a ，b ，c 电荷量相等，质量分别为m a ，m b ，m c ，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是 A ．a b c m m m >> B ．b a c m m m >> C ．a c b m m m >> D ．c b a m m m >> 17．大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程 是22311120H H He n ++→，已知21H 的质量为2.0136u ，32He 的质量为3.0150u ，1 0n 的质 量为1.0087u ，1u ＝931MeV/c 2。氚核聚变反应中释放的核能约为
2015年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试(新课标2) 物理试题及答案 第Ⅰ卷 二．选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合 题目要求，第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14. 如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保 持静止状态。现将两板绕过a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45o ，再由a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将 A ．保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C. 向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动 15. 如图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上。 当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，c a 、b 、三点的电势分别为a b c U U U 、、.已知 bc 边的长度为l 。下列判断正确的是 A ．a c U U >，金属框中无电流 B. b c U U >，金属框中电流方向沿a b c a ---
C .2 12 bc U Bl ω=-，金属框中无电流 D. 2 12 bc U Bl ω= ，金属框中电流方向沿a c b a --- 16. 由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨 道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3 3.110/m s ?，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为3 1.5510/m s ?，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 A. 西偏北方向，3 1.910/m s ? B. 东偏南方向，3 1.910/m s ? C. 西偏北方向，3 2.710/m s ? D. 东偏南方向，3 2.710/m s ? 17. 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图所示。假 定汽车所受阻力的大小f 恒定不变。下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图像中，可能正确的是
等离子体基础知识总结 冷等离子体是等离子体一种近似模型。它假定等离子体的温度为零，用来讨论热效应可以忽略的物理过程。例如，等离子体中的波，当其相速度远大于平均热速度、同时回旋半径远小于垂直于外磁场方向的波长时，热效应不重要，便可用冷等离子体模型来讨论（这种波称为冷等离子体波）。在实际处理中，冷等离子体模型也可用于高温等离子体。 在等离子体中同时存在三种力：热压力、静电力和磁场力。它们对于等离子体粒子的扰动都起着弹性恢复力的作用。因此等离子体不像一般的弹性体，波动现象非常丰富，存在着声波（热压力驱动）、纵波（静电力驱动）、横波（电磁力驱动）以及它们的混杂波。 热压力的存在会产生类似中性气体中声波的“离子声波”，静电力的存在会产生静电波，电磁力的存在会产生电磁波。这些波又不是单独产生的，常常还同时产生形成混杂波。 等离子体中的波基本形式通常分为三类：静电波、电磁波和磁流体力学波。 群速度不能超过光速，因为群速度表示波所携带“信息”在空间的传播快慢。而相速度可以超过光速，相速度是常相位总移动速度，不携带任何信息。 波群在色散系统中传播是，组成该波群的不同频率的单色波具有不同的相速，在传播过程中各单色波之间的相位关系将发生变化，从而导致信号的失真，这就是色散。 “色散”两字的本省意思实际上指信号的失真（或称畸变），它是由于组成波群的各单色波因频率不同因而相速不同引起的，所以把这种相速随频率改变的现象也叫做色散。 如果两列波具有相同的速率（相速度），则最终形成的波的包络也具有和原来两列波相同的速率（群速）：无色散 如果两列波速率（相速度）略有不同，则最终形成的波的包络和原来两列波相同的速率（群速）不相同：存在色散 波的偏振即是波的极化，是指空间固定点的波矢量E 的端点在2π/w 时间内的轨迹，对于电磁波是指电磁波中的电场矢量的端点轨迹 如果等离子体中的电子与均匀的粒子本底有个位移，将会建立电场，它将把电子拉回到原来的位置。由于惯性，电子将冲过平衡位置，并以特征频率围绕它们的平衡轴振荡。这个特征频率被认为是等离子体频率(plasma frequency)。 非磁化等离子体中的静电波 假定：（1）不存在磁场；B=0；（2）不存在热运动（kT=0）；（3）离子以均匀分布固定在空间中；（4）等离子体的大小为无限大。（5）电子只在x 方向运动。因此，不存在涨落磁 场，这是一种静电振荡。 得到等离子体的振荡频率是 该频率称之为电子静电振荡或者朗缪尔振荡。这个频率取决于等离子体的密度，它是等离子体的基本参量之一。因为m 很小，等离子体频率通常是很高的。上式告诉我们，发生等离子体振荡时，必定有一个只取决于n 的频率。尤其，ω与k 无关，所以，群速度d ω/dk 为零。 2/1020???? ??=e pe m e n εω