等离子体波学习.pptx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《等离子体波学习.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《等离子体波学习.pptx(55页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、3.2.2垂直于磁场的低混垂直于磁场的低混杂振荡和低混杂波杂振荡和低混杂波 静电离子波静电离子波静电离子波静电离子波这小节讨论受离子影响的低频静电波,这时离这小节讨论受离子影响的低频静电波,这时离这小节讨论受离子影响的低频静电波,这时离这小节讨论受离子影响的低频静电波,这时离子的运动将起主要作用。对于静电波有子的运动将起主要作用。对于静电波有子的运动将起主要作用。对于静电波有子的运动将起主要作用。对于静电波有线性化后的连线性化后的连线性化后的连线性化后的连续性方程和运续性方程和运续性方程和运续性方程和运动方程为:动方程为:动方程为:动方程为:第1页/共55页波前不失一般性,假设波矢:不失一般性
2、,假设波矢:不失一般性,假设波矢:不失一般性,假设波矢:第2页/共55页求求解解方方程程假定振荡是假定振荡是假定振荡是假定振荡是按正弦变化:按正弦变化:按正弦变化:按正弦变化:电子回旋频率电子回旋频率电子回旋频率电子回旋频率离子回旋频率离子回旋频率离子回旋频率离子回旋频率离子声速为离子声速为离子声速为离子声速为波前第3页/共55页可以获得静电离子波的色散关系为可以获得静电离子波的色散关系为可以获得静电离子波的色散关系为可以获得静电离子波的色散关系为:已知条件:已知条件:已知条件:已知条件:讨论讨论第4页/共55页波前讨论讨论1 1、平行传播的静电离子波(、平行传播的静电离子波(0 0)因为因为
3、则则如果如果则则即即正好是离子的声速。正好是离子的声速。正好是离子的声速。正好是离子的声速。第5页/共55页我们讨论的是静电离子波,即我们讨论的是静电离子波,即我们讨论的是静电离子波,即我们讨论的是静电离子波,即why?波前且且即波的传播和扰动场都沿即波的传播和扰动场都沿着磁场方向,而磁场对于着磁场方向,而磁场对于平行于它的波不会影响平行于它的波不会影响所以所以所以所以即扰动场平行于波矢即扰动场平行于波矢即扰动场平行于波矢即扰动场平行于波矢即即第6页/共55页如果如果情况不同情况不同情况不同情况不同分分分分母母母母取极限取极限取极限取极限使结果不使结果不使结果不使结果不确定确定确定确定第7页/
4、共55页:假设假设假设假设第一项有限,第二项趋于零。第一项有限,第二项趋于零。第一项有限,第二项趋于零。第一项有限,第二项趋于零。这个是离子回旋波的色散关系这个是离子回旋波的色散关系这个是离子回旋波的色散关系这个是离子回旋波的色散关系:假设假设假设假设第二项有限,第一项趋于零。第二项有限,第一项趋于零。第二项有限,第一项趋于零。第二项有限,第一项趋于零。这个是电子回旋波的色散关系这个是电子回旋波的色散关系这个是电子回旋波的色散关系这个是电子回旋波的色散关系第8页/共55页讨论讨论2、垂直传播的静电离子波(、垂直传播的静电离子波(/2)色散关系变成色散关系变成色散关系变成色散关系变成因为因为则则
5、低混杂波的色散关系低混杂波的色散关系低混杂波的色散关系低混杂波的色散关系若若低混杂频率,在极低混杂频率,在极低混杂频率,在极低混杂频率,在极光区很重要,是极光区很重要,是极光区很重要,是极光区很重要,是极光区离子加热的重光区离子加热的重光区离子加热的重光区离子加热的重要因素。要因素。要因素。要因素。第9页/共55页对于低频波对于低频波可以认为可以认为可以认为可以认为假如假如假如假如且当且当且当且当有有有有则则则则这些波称为静电离子回旋波(这些波称为静电离子回旋波(这些波称为静电离子回旋波(这些波称为静电离子回旋波(EICEIC波),波),波),波),它们的传播方向满足:它们的传播方向满足:它们
6、的传播方向满足:它们的传播方向满足:第10页/共55页等离子体波3.1非磁化等离子体中的静电波3.2垂直于磁场传播的静电波3.3非磁化等离子体中的高频电磁波3.4垂直磁场方向传播的高频电磁波3.5平行于磁场方向传播的高频电磁波3.6冷等离子体波3.7 托卡马克等离子体的射频波注入第11页/共55页3.3非磁化等离子体中的高频电磁波我们的条件之一:不存在磁场;我们的条件之一:不存在磁场;B=0在在非非磁磁化化均均匀匀等等离离子子体体中中,除除了了上上述述两两支支静静电电波波外外,还还存存在在一一支支高高频频电电磁磁波波。这这时时等等离离子子体体中中除除了了扰扰动动电电场场外外还还要要扰扰动动磁磁
7、场场。它它们们通通过过电电磁磁感感应应的的方方式式在在等等离离子子体体中中传传播播,并并且且可可以以脱脱离离等等离离子子体体而而传传播播开开去去。这这一一点点与与前前面面讨讨论论的的静静电电波波不不同同,静静电电波波是是纵纵波波,它它不不能能脱脱离离等等离离子子体体而而存存在在。电电磁磁波波是是横横波波,其其传传播播方方向向k k与与电电场场和和磁磁场场垂垂直直。另另外外,对对于于高高频频电磁波,可以忽略离子的运动。电磁波,可以忽略离子的运动。第12页/共55页仍然假设等离子体中没有零级磁场所以,描述非磁仍然假设等离子体中没有零级磁场所以,描述非磁化等离子体中的高频电磁波的线性化方程组为:化等
8、离子体中的高频电磁波的线性化方程组为:法拉第定律法拉第定律法拉第定律法拉第定律安培定律安培定律安培定律安培定律运动方程运动方程运动方程运动方程电流密度电流密度电流密度电流密度洛伦兹力为二洛伦兹力为二洛伦兹力为二洛伦兹力为二级小量级小量级小量级小量(扰动磁扰动磁扰动磁扰动磁场很小场很小场很小场很小)对对对对时时时时间间间间求求求求导导导导波动方程波动方程第13页/共55页取扰动量为平面波形式取扰动量为平面波形式取扰动量为平面波形式取扰动量为平面波形式第14页/共55页即电磁波的相速度大于光速即电磁波的相速度大于光速这就是电磁波的色散关系。这就是电磁波的色散关系。相速度为相速度为而群速度为而群速度
9、为 小于光速小于光速小于光速小于光速电磁波斜率c第15页/共55页朗缪尔波的朗缪尔波的朗缪尔波的朗缪尔波的色散关系色散关系色散关系色散关系电磁波的色电磁波的色散关系散关系电磁波斜率c电磁波与电子等离子体波的色散关系相似电磁波与电子等离子体波的色散关系相似第16页/共55页但是,色散关系实际上是但是,色散关系实际上是但是,色散关系实际上是但是,色散关系实际上是非常不同的。这里渐近速非常不同的。这里渐近速非常不同的。这里渐近速非常不同的。这里渐近速度度度度C C C C远远大于那里的热速远远大于那里的热速远远大于那里的热速远远大于那里的热速度度度度 thththth。更重要的区别是,。更重要的区别
10、是,。更重要的区别是,。更重要的区别是,对于短波(大波数对于短波(大波数对于短波(大波数对于短波(大波数k k k k),),),),根据动力学理论,电子波根据动力学理论,电子波根据动力学理论,电子波根据动力学理论,电子波是强阻尼的,而这时电磁是强阻尼的,而这时电磁是强阻尼的,而这时电磁是强阻尼的,而这时电磁波变成普通光波,其传播波变成普通光波,其传播波变成普通光波,其传播波变成普通光波,其传播特性就象在真空中一样,特性就象在真空中一样,特性就象在真空中一样,特性就象在真空中一样,等离子体的存在好象对它等离子体的存在好象对它等离子体的存在好象对它等离子体的存在好象对它不产生任何影响。不产生任何
11、影响。不产生任何影响。不产生任何影响。朗缪尔波朗缪尔波电磁波电磁波第17页/共55页电磁波的色电磁波的色散关系散关系这个色散关系所表示的波的一个重要特点是它这个色散关系所表示的波的一个重要特点是它这个色散关系所表示的波的一个重要特点是它这个色散关系所表示的波的一个重要特点是它的截止现象。当一束频率为的截止现象。当一束频率为的截止现象。当一束频率为的截止现象。当一束频率为 的电磁波由真空入的电磁波由真空入的电磁波由真空入的电磁波由真空入射到由边缘向里密度不断增加的非均匀等离子射到由边缘向里密度不断增加的非均匀等离子射到由边缘向里密度不断增加的非均匀等离子射到由边缘向里密度不断增加的非均匀等离子体
12、时,随着波向里传播,体时,随着波向里传播,体时,随着波向里传播,体时,随着波向里传播,pepe不断增大,而不断增大,而不断增大,而不断增大,而k k2 2越越越越来越小,即波长越来越长。深入到等离子体一来越小,即波长越来越长。深入到等离子体一来越小,即波长越来越长。深入到等离子体一来越小,即波长越来越长。深入到等离子体一定距离,该点的密度使得定距离,该点的密度使得定距离,该点的密度使得定距离,该点的密度使得=pepe时,时,时,时,k k等于零;等于零;等于零;等于零;再往前走,密度更大,使得得再往前走,密度更大,使得得再往前走,密度更大,使得得再往前走,密度更大,使得得 pepe 时时时时,
13、k变成变成虚数,虚数,波不能传播,这就是电磁波在等离子体波不能传播,这就是电磁波在等离子体波不能传播,这就是电磁波在等离子体波不能传播,这就是电磁波在等离子体中的截止现象。波从满足中的截止现象。波从满足中的截止现象。波从满足中的截止现象。波从满足=pepe的点开始不能传的点开始不能传的点开始不能传的点开始不能传播。播。播。播。第18页/共55页显然,对于一定频率的电磁波,它只能在显然,对于一定频率的电磁波,它只能在显然,对于一定频率的电磁波,它只能在显然,对于一定频率的电磁波,它只能在n n pepe 时,电磁波才能时,电磁波才能时,电磁波才能时,电磁波才能传播,传播,传播,传播,pepe 不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 等离子体 学习
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内