磁等离子体动力学英文解释翻译、磁等离子体动力学的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 magnetoplasma dynamics (MPD)

分词翻译：

磁的英语翻译：

magnetism

等离子体动力学的英语翻译：

【化】 plasma dynamics

专业解析

磁等离子体动力学（Magnetoplasmadynamics，简称MPD）是研究电离气体（等离子体）在电磁场作用下的运动规律及其能量转换机制的交叉学科。该领域结合了电磁学、流体力学和等离子体物理学的核心原理，主要应用于航天推进系统、受控核聚变装置和空间环境模拟等领域。

基本定义与核心原理

磁等离子体动力学包含三个关键要素：

磁流体力学耦合（Magnetohydrodynamic Coupling）：等离子体作为导电流体，其运动受洛伦兹力（$mathbf{F} = q(mathbf{E} + mathbf{v} times mathbf{B})$)驱动，同时电流密度（$mathbf{J} = sigma(mathbf{E} + mathbf{v} times mathbf{B})$）与电磁场相互影响。
能量转换机制：电磁能通过焦耳加热（$P = mathbf{J} cdot mathbf{E}$）和磁压缩效应转化为等离子体的动能与热能。
多尺度效应：涵盖微观粒子碰撞（由玻尔兹曼方程描述）到宏观流体行为（由磁流体力学方程描述）的多层次相互作用。

典型应用场景

航天推进：NASA研发的磁等离子体推力器（如VASIMR）利用电磁场加速工质，可实现高效率深空探测。
核聚变约束：托卡马克装置中，强磁场控制高温等离子体的湍流和输运过程，以维持聚变反应条件。
实验室模拟：地面设备通过脉冲功率技术复现星际介质的磁重联现象，辅助研究太阳风与地球磁层的相互作用。

数学描述框架

磁等离子体动力学的基础方程为扩展的磁流体力学方程组：

$$ begin{aligned}

&frac{partial rho}{partial t} + abla cdot (rho mathbf{v}) = 0 quad text{（质量守恒）}

&rho left( frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot abla mathbf{v} right) = - abla p + mathbf{J} times mathbf{B} + eta abla mathbf{v} quad text{（动量守恒）}

&frac{partial mathbf{B}}{partial t} = abla times (mathbf{v} times mathbf{B}) + frac{1}{mu_0 sigma} abla mathbf{B} quad text{（磁场演化方程）}

end{aligned}

该模型在《等离子体物理导论》（J.D. Callen, 2006）和《磁流体力学基础》（P.A. Davidson, 2001）中有系统阐述。

网络扩展解释

磁等离子体动力学是等离子体物理学的重要分支，主要研究磁场与等离子体运动的相互作用规律及其应用。以下从定义、基本原理、应用领域和技术进展四个方面进行详细解释：

1.定义与核心概念

磁等离子体动力学结合了等离子体动力学与磁流体力学，聚焦于电磁场对带电粒子（如离子、电子）集体行为的调控。等离子体是由电离气体组成的物质状态，其运动受洛伦兹力（电场和磁场的共同作用）支配。在磁场中，带电粒子会绕磁感线做回旋运动（拉莫尔轨道），同时在外力下产生横跨磁场的漂移运动，这是磁等离子体动力学的基础现象。

2.基本原理

粒子运动与电磁场耦合：带电粒子在磁场中的回旋半径与粒子质量、电荷及磁场强度相关，例如电子回旋半径远小于离子。当存在电场或压力梯度时，粒子引导中心发生漂移，形成宏观电流和等离子体流动。
电磁场加速机制：在磁等离子体发动机中，工质被电离为等离子体后，通过电磁场（如洛伦兹力）加速喷出，产生推力。这种推进方式比传统化学火箭的比冲（衡量效率的指标）高数十倍。

3.应用领域

航天推进：磁等离子体发动机（如百千瓦级磁等离子体火箭）利用电磁场加速等离子体，具有高比冲（可达数千秒）、低燃料消耗的优势，适用于深空探测和星际航行。
能源与工业：包括受控核聚变（通过磁场约束高温等离子体）、等离子体刻蚀（半导体制造）及照明技术。
基础研究：宇宙中99%的可见物质处于等离子态，如恒星和星际介质，磁等离子体动力学为理解天体物理现象提供理论支持。

4.技术进展

中国在2025年实现了百千瓦级磁等离子体发动机的突破，成为全球第二个掌握该技术的国家。此类发动机的推力虽小于化学火箭（传统火箭推力达百万牛级），但比冲可达5000秒以上，远超传统霍尔推进器（最大推力5.4牛）。

磁等离子体动力学通过电磁场与等离子体的相互作用，推动了航天、能源等领域的革新。其核心优势在于高效能推进和对极端环境的适应性，未来或成为深空探索的关键技术。