《电磁学》课程教学资源（课堂拓展）磁场参与原恒星形成过程的研究

磁场参与原植星形成过程的研究

磁场参与原恒星形成过程 的研究

M42星云

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1.带电粒子的运动漂移运动仅考虑垂直磁场方向的力F和速度VqVXB+Fm线性化：V=V,+Viq(V×B)+F, =0 = V,=( ×B)/Bq得到dVi = q(V,×B)漂移出现mdt

1.带电粒子的运动 • 漂移运动 • 仅考虑垂直磁场方向的力F和速度V: 线性化： • 得到 漂移出现 V B F1 V = q(  ) + dt d m V B F1 V = q(  ) + dt d m ( ) 0 ( )/ q V0 B +F1 = V0 = F B (V B) V 1 1 = q  dt d m q q 2 (V0 B) + F1 = 0  V0 = (F1 B)/B

F1是电场力V。=(E×B)/B电场0义义·F是重力：重力场V, = m(g×B)/ B

• F1是电场力： • F是重力： 2 V0 = (EB)/B m q 2 V0 = (gB)/B

(电子)碰撞的作用：粒子可以在垂直B方向运动平均自由程入换成粒子回转半径收缩是可行的

碰撞的作用：（电子） 粒子可以在垂直B方向运动 平均自由程λ换成粒子回转半径r 收缩是可行的

2.一般的观点u2B均匀B下2B沿磁力线u压缩dlB'dlAOdl2垂直磁力线方向压缩diW=BH/2B'dlAO2磁压的各向异性怎么收缩？

2.一般的观点 • 均匀B下 • 沿磁力线 压缩dl • 垂直磁力线方 向压缩 dl • 磁压的各向异性 • 怎么收缩？ 2 2 B   = dl 2 2 B   = − dl 2 2 B   =

3，磁冻结在原恒星形成阶段的不成立由Maxwell方程（不考虑其他非电磁场情况OBHXOtu广义欧姆定律：j=o(E+V×B)

3. 磁冻结在原恒星形成阶段的不 成立 • 由Maxwell方程（不考 虑其他非电磁场情况） 广义欧姆定律： =    = − j t B Ε  B B Ε  =    = − j t j = (E+ VB)

△BaB磁场方程式：V×(V×B)+at当二8时，等离子体电阻可忽略不计aBV×（V×Bat不可压缩流体旋涡方程oVXVX0)ot磁冻结的方程OBVX（VXB)at相同的拓扑结构

磁场方程式： 当σ＝∞时，等离子体电 阻可忽略不计 不可压缩流体旋涡方程 磁冻结的方程 相同的拓扑结构  B V B B  =   +   ( ) t (V B) B =     t (V B) B =     t (V ω) ω =     t

冻结方程的意义1。场随粒子一起磁运动（流体的连续性方程2。磁通量守恒8O方程的关键所以，前面所给出的解释是完全建立在冻结方程上的

• 冻结方程的意义： 1。场随粒子一起磁运动 (流体的连续性方程） 2。磁通量守恒 • 方程的关键 σ＝∞ 所以，前面所给出的解释是完全建立在 冻结方程上的

原恒星发源处氢分子云电中性T=102KB=10-10T弱磁场为什么Jeans引力不稳定性不考虑磁场要用磁通量守恒来估计呢压缩放热，T上升，电离度增加磁场作用文逐步明显中仅考虑引力场可行吗起来

• 原恒星发源处-氢分子云 电中性 T=10２K 弱磁场 B=10-10T • Jeans引力不稳定性不考虑磁场 ？ 为什么 要用磁通量守恒来估计呢 • 压缩放热，T上升，电离度增加 磁场作用又逐步明显 起来 ？ 仅考虑引力场可行吗