Fale magnetohydrodynamiczne
Z Wikipedii
Fale magnetohydrodynamiczne (fale MHD) to zjawiska falowe zachodzące w płynie przewodzącym prąd elektryczny w obecności pola magnetycznego. Fale MHD obserwuje się dla wielu obiektów astrofizycznych, w których funkcję ośrodka przewodzącego spełnia plazma, takich jak: korona i wiatr słoneczny, magnetosfery i jonosfery planet, warkocze kometarne. Pełna fizyka fal MHD nie jest prosta ani w pełni poznana ze względu na różnorodność zjawisk transportu, w tym efektów nieliniowych.
Fale MHD możemy podzielić na 3 podstawowe rodzaje:
- falę dźwiękową, która porusza się wzdłuż linii pola magnetycznego i nie wywołuje zmian tego pola (w tym przypadku wpływ pola magnetycznego jest pomijalny); jej prędkość jest równa prędkości dźwięku.
- falę Alfvena, która jest falą poprzeczną, propagującą się wzdłuż linii pola magnetycznego; w tym rodzaju fali w istocie drgają linie pola magnetycznego, przy braku zmian ciśnienia płynu, który jest jedynie jest źródłem bezwładności w oscylacjach fali; fala ta porusza się z prędkością Alfvena.
- falę magnetodźwiękową, która propaguje się w poprzek linii pola; w tym rodzaju fali za oscylacje odpowiedzialne są zarówno zmiany ciśnienia w płynie, jak i ciśnienia pola magnetycznego.
Fala magnetodźwiekowa rozchodzi się z prędkością większą niż prędkość Alfvena:
- ,
gdzie vs jest prędkością dźwięku, vA to prędkość Alfvena, a c jest prędkością światła w próżni. O ile tylko prędkość Alfvena nie jest porównywalna z prędkością światła wzór ten upraszcza się do postaci . Ze względu na różnice w prędkości rozchodzenia się fali Alfvena i magnetodźwiękowej określa się je często jako wolną i szybką falę MHD.
Przy ograniczonym przewodnictwie elektrycznym lub lepkości ośrodka fale MHD ulegają wygaszaniu. Ich energia jest przetwarzana na ciepło ośrodka poprzez lepkość lub tłumienie generowanych w niej prądów elektrycznych.