15.3. ПЕРВОЕ И ВТОРОЕ ПРИБЛИЖЕНИЯ В ФИЗИКЕ КОСМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ
15.3.1. ОБЩЕЕ РАССМОТРЕНИЕ
С получением новых фактических данных «первое приближение» оказалось пригодным только для описания свойств «псевдоплазмы», т. е. воображаемой среды, имеющей довольно слабое отношение к реальной плазме. Следовательно, мы должны теперь использовать «второе приближение» [12]. Характерные особенности двух приближений в физике космической плазмы иллюстрирует табл. 15.3.1.
15.3.2. СРАВНЕНИЕ ПСЕВДОПЛАЗМЫ С РЕАЛЬНОЙ ПЛАЗМОЙ
Основное различие между первым и вторым приближениями до некоторой степени иллюстрируется терминами ионизованный газ и плазма, которые, являясь фактически синонимами, передают различные общие понятия. Первый термин дает представление о среде, которая в основном подобна газу, главным образом наиболее привычной для нас атмосфере. В противоположность ему плазма, особенно полностью ионизованная замагниченная, является средой с существенно иными свойствами: обычно плазма сильно неоднородна и состоит из сети волокон, образованных линиями
Таблица 15.3.1 (см. скан) Космическая электродинамика [21]
тока, и поверхностей разрыва. Последние иногда обусловлены токовыми слоями, а иногда — электростатическими двойными слоями.
Наблюдая полярное сияние в ночном небе, можно получить наглядное и эффектное подтверждение различия в поведении газа и плазмы. Слабые полярные сияния часто оказываются диффузными и простираются на большие площади. С достаточным приближением они соответствуют описанию ионизованного газа. В этом случае степень ионизации настолько мала, что среда еще обладает некоторыми физическими свойствами газа, однородного 9 больших объемах. Однако в других случаях (например, когда интенсивность полярного сияния возрастает) полярное сияние
делается существенно неоднородным и состоит из множества лучей, тонких дуг и драпри, что служит яркой иллюстрацией основных свойств сильно замагниченной плазмы.
В атмосфере Солнца граница между фотосферой и хромосферой определяется переходом, подобным переходу между двумя авроральными состояниями. Фотосферу, по крайней мере до некоторой степени, можно считать однородной средой; в хромосфере же и выше содержится типичная плазма, основным свойством которой является неоднородность, проявляющаяся в виде волокон, стримеров и факелов. Если мы будем описывать хромосферу с помощью однородных моделей и в соответствии с теориями псевдоплазмы, этим самым мы внесем принципиальную ошибку, часто приводящую к выводам и предположениям, не имеющим ничего общего с действительностью.
