Alfvén-bølgje

Alfvén-bølgjer eller magneto-hydrodynamiske bølgjer er ein type elektromagnetiske bølgjer som forplantar seg i eit elektrisk plasma der det samstundes finst eit konstant magnetfelt. Slike bølgjer vart først skildra teoretisk av den svenske fysikaren H. O. G. Alfvén.

Kjelder

• Alfvén-bølger. (14. februar 2009). I Store norske leksikon. Henta 13. august 2014 frå http://snl.no/alfv%C3%A9n-b%C3%B8lger.

Alfvén-snøggleik

Den lågfrekvente relative permittiviteten $ϵ$ til eit magnetisert plasma er gjeven ved

$ϵ=1+\frac{1}{B^2}{c}^2{\mu }_0\rho$

der $B$ er magnetisk feltstyrke, $c$ er lysfarten, ${\mu }_0$ er permeabilitet i vakuum, og $\rho =\Sigma n_s{m}_s$ er den totale massetettleiken til dei ladde plasmapartiklane. Her går $s$ over alle plasmatypar, både elektron og (få typar av) ion.

Derfor må fasesnøggleiken til ei elektromagnetisk bølgje i eit slikt medium vere

$v=\frac{c}{\sqrt{ϵ}}=\frac{c}{\sqrt{1+\frac{1}{B^2}{c}^2{\mu }_0\rho }}$

eller

$v=\frac{v_A}{\sqrt{1+\frac{1}{c^2}{v}_A^2}}$

der

$v_A=\frac{B}{\sqrt{{\mu }_0\rho }}$

er Alfvén-snøggleiken. Om $v_A\ll c$, så er $v\approx v_A$. Når $v_A\gg c$, så er $v\approx c$. Det vil si at ved høge felt eller låg tettleik, er snøggleiken til Alfvén-bølgja opp mot lysfarten, og Alfvén-bølgja vert ei vanleg elektromagnetisk bølgje.

Om ein ser bort frå bidraget frå elektrona til massetettleiken og tenkjer at det berre finst ein type ion, får vi

$v_A=\frac{B}{\sqrt{{\mu }_0{n}_i{m}_i}}$ in SI

$v_A=\frac{B}{\sqrt{4\pi n_i{m}_i}}$ in CGS

$v_A\approx (2.18\times 10^{11}\text{cm/s})(m_i/m_p{)}^{-1/2}(n_i/{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{-3}{)}^{-1/2}(B/\mathrm{g}\mathrm{a}\mathrm{u}\mathrm{s}\mathrm{s})$

der $n_i$ er ionetalet-tettleiken og $m_i$ er ionemassen.

Alfvén-tid

I plasmafysikk er Alfvén-tid ${\tau }_A$ ein viktig tidsskapa for bølgjefeomen. Han er knytt til Alfvén-snøggleik med:

${\tau }_A=\frac{a}{v_A}$

der $a$ er den karakteristiske skalaen for systemet, til dømes $a$ er den mindre radiusem til torusen i ein tokamak.

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Alfvén wave» frå Mal:Wikipedia-utgåve, den 29. august 2014.
  • Mal:Wikipedia-utgåve oppgav desse kjeldene:

Bakgrunnsstoff

• Mysterious Solar Ripples Detected Dave Mosher 2 September 2007 Space.com