非線性等溫與絕熱電子等離子體尾波的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、自從等離子體物理開始研究以來,就認(rèn)為電子等離子波在任何等離子體中是普遍存在的,并且也進(jìn)行了廣泛地研究。大部分非線性的電子等離子體波的研究都是基于微擾分析,因此可能存在的大幅度振蕩等離子體波動(dòng)通常被忽視。另一方面,描述冷熱電子等離子體的流體方程也有一些波的解的存在。在該論文中,我們更詳細(xì)地討論了電子流體方程的準(zhǔn)靜態(tài)波解的問題。我們也研究了運(yùn)動(dòng)的帶電物體所激發(fā)的電子等離子體波,考慮相對(duì)論情況下的電子等離子波以及絕熱情況的電子等離子體波。

2、r>   等溫情況下電子流體方程的解說明任意幅度、速度的準(zhǔn)靜態(tài)電子等離子體波是存在的。除了這些波的解之外,還發(fā)現(xiàn)了以超熱速度傳播的很大幅度的非中性電子等離子體波。利用非相對(duì)論的熱流體理論可以得到陡峭但很平滑的準(zhǔn)靜態(tài)電子等離子體波和孤波的結(jié)構(gòu)。在稀薄等離子體中,這些波的結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生帶正電的區(qū)域(主要是離子的質(zhì)量很大,可以認(rèn)為離子是靜止不動(dòng)的),在這些地方幾乎沒有電子。
   我們還討論了運(yùn)動(dòng)的帶電物體或帶電粒子脈沖在等離子體中激

3、發(fā)了完全非線性的準(zhǔn)靜態(tài)的等離子體尾波。所激發(fā)的等離子體尾波的性質(zhì)主要取決于波與帶電粒子脈沖之間發(fā)生的共振。在一定條件下,幾乎沒有尾波,也可能激發(fā)只有幾個(gè)振蕩的高度局域化的等離子體波包。我們還討論了在等離子體中加上兩個(gè)帶電粒子脈沖時(shí)所激發(fā)的等離子體尾波的性質(zhì)。在兩個(gè)一起運(yùn)動(dòng)的帶電粒子脈沖的驅(qū)動(dòng)下,可以產(chǎn)生只有很小振蕩的局域等離子體尾波結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個(gè)帶電粒子脈沖中心之間的距離滿足一定規(guī)律時(shí),這種局域化的等離子體波的結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)。這時(shí)兩個(gè)脈沖被

4、屏蔽了。
   我們也討論了考慮相對(duì)論效應(yīng)時(shí),運(yùn)動(dòng)的帶電粒子脈沖或帶電物體所激發(fā)的非線性的電子等離子體尾波。相對(duì)論效應(yīng)對(duì)等離子體尾波的性質(zhì)有很重要的影響。由于即使在脈沖速度比較小時(shí),電子振蕩的幅度和速度與波的共振可能很大,所以相對(duì)論效應(yīng)對(duì)等離子體尾波的性質(zhì)有著很重要的影響。在研究中發(fā)現(xiàn)了和帶電粒子脈沖一起運(yùn)動(dòng)的陡峭且平滑的準(zhǔn)靜態(tài)等離子體尾波。還發(fā)現(xiàn)了類似孤波結(jié)構(gòu)的局域波的解。然而,由于考慮相對(duì)論效應(yīng)時(shí),電子的質(zhì)量會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)速度的

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