Magnetohydrodynamika (MHD)
Magnetohydrodynamika (MHD) to dział fizyki zajmujący się ruchem przewodzących prąd elektryczny płynów w polu elektromagnetycznym. Obejmuje badanie interakcji między cieczami i zjonizowanymi gazami, takimi jak plazma czy płynne metale, oraz wpływu pola magnetycznego na te ośrodki.
Podstawowe zagadnienia MHD
MHD ma na celu zrozumienie zjawisk związanych z przewodzącymi płynami i ich oddziaływaniem z polem magnetycznym. Kluczowe obszary badawcze to:
- Budowa silników plazmowych
- Generatory magnetohydrodynamiczne
- Aerodynamika wielkich prędkości
- Kontrolowane reakcje syntezy termojądrowej
- Magnetyzm ciał kosmicznych
Podstawowe prawa MHD
Podstawą teorii MHD są trzy główne prawa:
- Prawo ciśnienia magnetycznego
- Prawo wmrożonego pola magnetycznego
- Prawo dyfuzji pola magnetycznego
Ruch płynów w polu magnetycznym indukuje prądy elektryczne, które w połączeniu z polem magnetycznym wpływają na jego wielkość oraz ruch płynu. Charakterystycznym zjawiskiem są fale poprzeczne, znane jako fale Alfvéna, które rozchodzą się w płynach w kierunku pola magnetycznego.
Teoria MHD w astrofizyce
Współczesna astrofizyka zyskuje na znaczeniu dzięki zastosowaniu teorii MHD w badaniach takich obiektów jak:
- Obłoki materii międzygwiazdowej
- Dyski akrecyjne
- Pulsary
- Atmosfery gwiazd
Teoria MHD pozwala wyjaśnić zjawiska, takie jak:
- Wysoka temperatura korony słonecznej
- Mechanizm przyspieszania relatywistycznych dżetów
- Odprowadzanie momentu pędu z dysków akrecyjnych
- Generacja pola magnetycznego w dyskach przez αω-dynamo
Ważnym wkładem w rozwój MHD był Hannes Alfven, który pomógł zintegrować równania Naviera-Stokesa z równaniami Maxwella, tworząc nowy układ równań MHD.
