magnetohydrodynamik

Magnetohydrodynamik, (1. led magneto-, af magnet, 2. led hydro-), magnetofluidmekanik, område af fysikken, som behandler elektrisk ledende væskers og ioniserede gassers mekanik under indflydelse af elektriske og magnetiske felter.

Flydende metaller er vigtige eksempler på ledende væsker. En ioniseret gas omtales også som et plasma, og magnetohydrodynamik er i mange sammenhænge ensbetydende med plasmafysik.

I magnetohydrodynamikken mødes fysiske discipliner som hydrodynamik, elektromagnetisme og termodynamik. Det gør fænomenerne og deres analyse komplicerede, og det har derfor været nødvendigt at gøre udstrakt brug af computere for at analysere selv relativt enkle modeller.

Den ordinære hydrodynamik betragter en væske som et makroskopisk kontinuum, der opfylder de almene fysiske love for bevarelse af masse og energi samt sætningerne om impuls og impulsmoment. I magnetohydrodynamik er det desuden nødvendigt at medtage den samlede Lorentz-kraft på de ladede partikler og at behandle de elektriske og magnetiske felter med Maxwell-ligningerne.

Den ledende væskes bevægelse og magnetfeltet vekselvirker gennem elektriske strømme i væsken. Når en væske med hastighed v krydser de magnetiske feltlinjer med fluxtæthed B, induceres der et elektrisk felt v×B, som skaber en strømtæthed J i væsken. Denne inducerede strøm påvirkes, da den befinder sig i et magnetfelt, af en kraft, som pr. volumen af væsken er F = J×B.

I sædvanlig hydrodynamik skyldes volumenkraften trykgradienter i væsken. I magnetohydrodynamikken må kraften J×B på lige fod medtages i væskens bevægelsesligninger. Det kan vises, at den magnetiske kraft for en dels vedkommende opfører sig som et magnetisk tryk af størrelsen B²/2μ₀, hvor μ₀ er permeabiliteten i vakuum.

De gensidige vekselvirkninger mellem felt og væske giver en tendens til, at feltet følger væskens bevægelse (indefrosne feltlinjer).