復(fù)雜等離子體晶格中的低頻模.pdf

1、本文對等離子體晶格中塵埃晶格波(DLW)的性質(zhì)(色散關(guān)系和聲速)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 在第一章，對復(fù)雜等離子體和等離子體晶格的理論與實驗做了概述。
　　 在第二章，系統(tǒng)地討論了等離子體品格中塵埃晶格波的色散關(guān)系，給出了三維等離子體晶格中塵埃晶格波色散關(guān)系矩陣的概念，推導(dǎo)了三維等離子體晶格(體心立方和面心立方)中塵埃晶格波的色散關(guān)系矩陣，并在三個特征方向《1，0，0)，(1，1，0)和(1，1，1》上得到了色散關(guān)系矩陣

2、的簡單形式，帶電塵埃和其他所有粒子之間的相互作用都考慮在內(nèi)。當(dāng)屏蔽參數(shù)K>>1時，在只考慮帶電塵埃和最近八個立方體內(nèi)的塵埃相互作用的前提下給出了三個特征方向上的色散關(guān)系。還討論了屏蔽參數(shù)對塵埃晶格波色散關(guān)系的影響。
　　 在第三章，討論了等離子體晶格中塵埃晶格波在長波區(qū)域的聲速。對于二維塵埃晶格波，當(dāng)屏蔽參數(shù)K>>1時，給出了縱波和橫波在長波區(qū)域的聲速(依賴于K)，當(dāng)K<<1時，給出了縱波在長波區(qū)域的聲速(依賴于K)，并且沿兩個

3、特征方向(x軸和y軸)傳播的塵埃晶格波在長波區(qū)域的聲速是一致的。給出的聲速與Peeters和Wu的數(shù)值結(jié)果非常接近，也與Nunomura等人的實驗結(jié)果“聲速不依賴于傳播方向”吻合。
　　 對于三維塵埃晶格波，當(dāng)K<<1時，分別給出了bcc晶格和fcc晶格中沿三個特征方向傳播的縱波在長波區(qū)域的聲速(依賴于K)，發(fā)現(xiàn)沿三個特征方向傳播的縱波在長波區(qū)域的聲速是一致的。然后分別對二維和三維等離子體晶格中塵埃晶格波給出了在長波區(qū)域的色散關(guān)

4、系。
　　 在第四章，分別計算了一維、二維和三維等離子體晶格中帶阻尼的塵埃晶格波的“逆”色散關(guān)系，帶電塵埃和其他所有粒子的相互作用都考慮在內(nèi)。計算結(jié)果和文獻(xiàn)中的實驗數(shù)據(jù)非常吻合。還研究了在長波區(qū)域內(nèi)在各個特征方向上傳播的塵埃晶格波的“逆”色散關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二維等離子體晶格中沿兩個特征方向傳播的塵埃晶格波的“逆”色散關(guān)系是相同的，三維等離子體晶格中沿三個特征方向傳播的塵埃晶格波的“逆”色散關(guān)系也是相同的，并得到了相應(yīng)的顯式“逆”色散關(guān)

5、系公式。
　　 在第五章，分析討論了一維、二維和三維等離子體晶格中塵埃晶格波的阻尼效應(yīng)以及對數(shù)值研究和實驗的影響。發(fā)現(xiàn)外部激發(fā)模式(實頻率和復(fù)波數(shù))的“逆”色散關(guān)系kr=kr(ω)和Ki=Ki(ω)不到達(dá)“負(fù)色散”區(qū)域，這是因為在駐波點附近有強烈阻尼，在那里群速度趨于零。而“自激發(fā)”模式(實波數(shù)和復(fù)頻率)的色散關(guān)系曲線ωr=ωr(k)確實到達(dá)了“負(fù)色散”區(qū)域，但在長波(小波數(shù))一端出現(xiàn)了“截斷”現(xiàn)象，并且橫波的“截斷”波數(shù)比縱波