塵埃等離子體中集體激發(fā)的研究.pdf

1、近年來，人們對復(fù)雜等離子體（塵埃等離子體）的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，如各種低頻或高頻波的不穩(wěn)定性和非線性相干結(jié)構(gòu)（孤波）的特點等的研究。在這些研究中塵埃顆粒都是帶負(fù)電的，而在某些等離子體環(huán)境中，由于紫外線和光電子輻射效應(yīng)，可使塵埃顆粒帶正電，目前，人們對含有這種塵埃顆粒的等離子體也進行了研究。然而，在前面所說的這些研究中絕大多數(shù)研究是僅限于無界塵埃等離子體的。眾所周知，有界性是實驗室等離子體的顯著特點，而且空間等離子體環(huán)境中也能自動形成各

2、種局域化結(jié)構(gòu)。在邊界效應(yīng)的影響下，等離子波譜將被離散化。因此邊界效應(yīng)又是等離子體的一研究熱點。本文利用正交模分析法研究了塵埃電荷擾動等因素對塵埃等離子體中高頻郎繆爾波和低頻波色散關(guān)系的影響。同時，也用贗勢法討論了有界塵埃等離子體中非線性波的傳播問題。
　　 本文首先利用正交模分析法得出了有界空間中兩組分的電子-塵埃等離子體中波的色散關(guān)系，并對此做了數(shù)值分析。同時討論了兩種極限情況。結(jié)果表明：在此塵埃等離子體系統(tǒng)中存在兩種波的模型

3、，即高頻郎繆爾波和低頻波。并且從數(shù)值分析中可以清楚地看到：邊界效應(yīng)、絕熱電荷擾動、塵埃（電子）數(shù)密度，粒子碰撞和塵埃顆粒的大小等因素對有界空間中電子-塵埃等離子體中波模型有明顯的影響。更值得一提的是：邊界效應(yīng)使徑向波數(shù)離散化；并且邊界效應(yīng)不僅改變了兩種波模型的頻率，而且對長波的衰減率也有明顯的影響。最后我們利用贗勢的形成討論了任意振幅的非線性波的傳播問題，從Sagdeev勢，我們可以看出，塵埃等離子系統(tǒng)中存在孤波，并且邊界效應(yīng)對孤波也存