非線性等溫與絕熱電子等離子體尾波的研究.pdf

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)動的帶電物體所激發(fā)的電子等離子體波，考慮相對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)為離子是靜止不動的)，在這些地方幾乎沒有電子。
　　 我們還討論了運(yùn)動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)動的帶電粒子脈沖的驅(qū)動下，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論效應(yīng)時(shí)，運(yùn)動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。相對論效應(yīng)對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，所以相對論效應(yīng)對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，由于考慮相對論效應(yīng)時(shí)，電子的質(zhì)量會隨著運(yùn)動速度的