當導電流體在磁場中運動時，根據法拉第電磁感應定律，這時在流體中產生感生電場和感應電流，這電流和磁場的相互作用又要改變流體的運動，這樣，磁場和流體運動交替作用的結果使某一部分具有初速流體的運動狀態向它的周圍傳播出去，在流體中產生一種新的周期運動形式，即磁流體波。磁流體波的存在首先是阿爾文（H.Alfven）在1942年提出來的，1949年隆德奎斯特（S.Lundquist）第一個在實驗室里檢測到這種波。
基本介紹
- 中文名：磁流體波
- 外文名：Hydromagnetic wave
- 別稱：阿爾文波
- 提出者：阿爾文（H.Alfven）
簡介,基本性質,磁流體波對地表電磁環境的影響,
簡介
磁流體波又稱阿爾文波，因瑞典物理學家阿爾文首先提出而得名。存在於晶體、地球大氣層及宇宙空間的電漿內，對於許多電漿現象有重要作用。
磁流體波是電漿中的一種沿磁場方向傳播的波，這種波的頻率遠低於電漿的迴旋頻率，是一種線偏振的低頻橫波。處在磁場中的導電流體在垂直於磁場的方向上受到局部擾動時，沿著磁感線方向的磁張力提供恢復力，就會激發磁流體波。磁流體波是由瑞典物理學家漢尼斯·阿爾文首先預言的，因此得名。後來隆德奎斯特（Lundquist）使用1特斯拉左右的磁場在水銀中觀察到了磁流體波，列納爾特（Lehnert）使用液態鈉也證實了磁流體波的存在。
基本性質
阿爾文從電磁場理論出發，認為既然磁場在導電流體中引起的電磁應力等價於各向同性的壓力β2/2μ0，加上沿磁力線方向的張力β2/2μ0，這樣人們可以把磁力線描繪成猶如張力作用下的彈性弦。根據這一類比，阿爾文於1942年提出：“彈撥”磁力線會產生沿磁力線方向傳播的橫波。我們知道，若流體是可壓縮的，則擾動能以聲波的形式自擾動源向外傳播，流體的可壓縮性是傳播聲波的必要條件。然而，對導電流體來說，即使是不可壓縮的，還能產生橫向的波向外傳播，而不存在流體的巨觀流動.這種波稱為磁流體波。
色散關係為ω=kVacosθ。
相速度與群速度均為Vacosθ，即電漿的溫度和壓力都不影響波的傳播速度。
有電場、磁場和電流擾動，密度和壓力擾動為0。
這樣的波稱為斜磁流體波。θ=0時是沿著磁感線的方向傳播的，稱為阿爾文波。此時磁流體波的相速度為：
稱為阿爾文速度，其中μ0是電漿的磁導率，ρ0是離子的密度。在垂直於磁感線的方向上磁流體波不能傳播。
磁流體波對地表電磁環境的影響
磁流體波在穿透中緯度電離層和大氣層的傳播過程中，電場在低電離層和大氣層逐漸衰減，在地面達到 0，而磁場能夠穿透電離層和大氣層而到達地面，但在到達地面時衰減了一個量級。
磁流體波在地表的影響，主要體現在磁場方面，即主要影響形式為低頻磁場。為避免外太空磁流體波對電磁監測的影響，應重點禁止磁場而非電場。而為了更好的去除本底，取得乾淨的監測結果，應著重考慮去除磁場干擾。此外，外太空的電磁活動特別是磁流體波的干擾對人類電磁環境有著重要的影響。
