空間等離子體相對論分布函數(shù)能譜特征及產(chǎn)生的哨聲波不穩(wěn)定性.pdf

1、等離子體中廣泛地存在著粒子與電磁場耦合的各種運動形態(tài)，這形成等離子體中的各種波動現(xiàn)象。在理想的熱平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)的各類粒子的速度分布均為麥克斯韋分布，所有種類粒子都具有相同的溫度，此時等離子體的波是非增長型的;但在非理想狀態(tài)下，某些波可能隨時間增長。以往研究這種不穩(wěn)定性的熱電子分布多采用非相對論Kappa分布函數(shù)或雙麥克斯韋分布函數(shù)，而觀測資料表明地球磁層中高能粒子都偏離麥克斯韋分布。
　　基于線性理論，利用最新構造的相對論條件下

2、的Kappa-type分布函數(shù)和非相對論條件下的Kappa分布函數(shù)，分析了分布函數(shù)下波的增長率、各向異性、共振電子數(shù)和能譜在不同參數(shù)條件下的特性，并對兩種分布函數(shù)條件下地球磁層中由熱電子各向異性激發(fā)的場向傳播的哨聲波不穩(wěn)定性進行了對比。
　　模擬結果表明，在能量較高的相對論條件下Kappa-type分布函數(shù)更為合理;各向異性的電子激發(fā)地球磁層中的等離子體哨聲波的不穩(wěn)定性;相比于非相對論條件下Kappa分布函數(shù)相比，在能量較高(Me

3、V)的區(qū)域，相對論條件下Kappa-type分布函數(shù)對應的哨聲波的增長率較小，與觀測結果更為符合;在幾百個keV較高能量范圍內，兩者結果相近，哨聲波的增長率達到最高.隨著整體各向異性增加，增長率常常隨著損失錐參數(shù)l的增加而增加。在能量約為1.0 MeV時，由于相對論效應使得共振各向異性和熱電子數(shù)降低，Kappa-type分布函數(shù)對應的的波增長率及上限截止頻率均隨著l的增大而減小;對于Kappa分布函數(shù)，隨著l的增加，共振各向異性增加，導