朗道阻尼 朗道阻尼是等离子体中由于波和粒子之间的共振导致的波阻尼是一种无碰撞阻尼最初是在年由苏联物理学家列夫朗道提出的人们一度认为物理上没有这种机制这只是纯粹的数学结果JMDawson从波和粒子的能量交换的角度推导出朗道阻尼年代又在实验上证实了这个现象 朗道阻尼的起因是波和粒子之间的相互作用而导致的能量交换相速度为 v p h displaystyle vph 的波能够与速度近似为 v p h displaystyle vph 的粒子发生强烈的相互作用其结果是速度略微大于 v p h displaystyle vph 的粒子减速失去能量速度略微小于 v p h displaystyle vph 的粒子加速得到能量考虑在一个具有麦克斯韦速度分布的无碰撞等离子体中速度略微小于 v p h displaystyle vph 的粒子总是比速度略微大于 v p h displaystyle vph 的粒子数目稍微多一点其结果是得到能量的粒子比失去能量的粒子越多粒子的总能量增加则波的总能量减少这样就表现为波的一种阻尼效应如果波和粒子的速度相差很远比如电磁波以光速传播远大于电子离子的热运动速度则不会有朗道阻尼 朗道阻尼也可以用一种直观但并不严格的物理情景解释如右图所示将朗缪尔波想像成海洋上的波浪粒子如同漂浮在上面的船如果船运动的速度略微小于波浪传播的速度在与波浪相对静止的参考系看来粒子被波浪推动反之如果船的运动速度略微大于波速粒子则推动波浪 朗道阻尼通常可以分为线性朗道阻尼和非线性朗道阻尼两种朗道阻尼在短波情况下表现得很显著在长波情况下则可以忽略这就是为什么实验上通常只能观察到长波的等离子体波而难以观察到短波的等离子体波