含杂等离子体中的非线性Langmuir波

非线性Langmuir波在激光聚变、空间等离子体相干结构以及等离子体湍流过程中占有十分重要的地位,它的研究一直受到人们的普遍关注,1972年Zakharov等人研究了非磁化等离子体中Langmuir波与离子声波的非线性耦合,导出了著名的Zakharov方程,1982年Rao等人在更一般条件下得到了Langmuir波缓变振幅与低频静电密度扰动的非线性耦合方程级,并采用小参量展开法,求出包络孤立子解,近年来     

激光拍频波驱动的电子等离子体波的有质动力饱和效应

电子等离子体波的拍频激发在等离子体加热、等离子体诊断、激光等离子体加速器以及在研究电离层等离子体等方面具有广泛的应用。最近,由于激光拍频加速器及Surfatron工作的兴起,电子等离子体波的非线性激发及其对粒子的加速引起越来越多的研究者的兴趣。理论上电子等离子体波的最大振幅可达到波破裂极限,E_p=mcωp/e,对于10~(18)     

磁云边界层中等离子体波的Wind飞船观测

根据Wind飞船上工作频率在4~256 kHz的热噪声接收器(TNR)的等离子体波和相关太阳风与磁场的观测资料, 我们分析了60余个磁云边界层样本中的等离子体波活动, 首次发现磁云边界层(BL)中常常存在不同于邻近太阳风(SW)和磁云体(MC)中的、丰富多姿的等离子体波活动. 它的一些基本特征是: 在电子等离子体频率(f_pe)附近的朗缪尔波增强是磁云边界层中最占优势的一种波活动, 约占总样本数的75%; 朗缪尔波和频率f < f_pe的离子声波活动都增强的事件, 约占所研究样本的60%; 也在一些边界层中于热噪声接收器整个频段内观测到一种宽频带的等离子体波活动增强现象, 约占研究样本的30%, 这在研究样本中的邻近太阳风和磁云体中没有观测到; 此外, 分析还揭示, 电子与质子温度比T_e/T_p≤1时还常能在磁云边界层中观测到离子声波增强活动, 传统的等离子体理论遇到了解释上的困难. 文中的新结果进一步说明磁云边界层是一种重要的动力学结构, 它将对了解磁云边界层物理提供重要的诊断, 也为发展空间等离子体波理论开拓新的空间.     

等离子体技术在军事中的应用

等离子体科学和技术不仅在工业、农业、生命科学和空间技术得到了发展和广泛的应用,而且近年来这一学科在国外军事技术中有了重要的发展和应用.本文仅就军事技术中的等离子体干扰、隐身、强脉冲等离子体电源、等离子体镜像、雷达等离子体模拟空间飞行器和目标的等离子体特征等基本原理和技术进行介绍和分析.     

非线性尘埃-漂移波的局域多峰结构

近十年来 ,尘埃等离子体 ,由于它在空间环境研究和等离子体材料加工过程研究中的广泛应用 ,越来越引起人们的普遍关注 .等离子体中强电尘埃的存在不仅改变了等离子体中的电磁特性 ,修正了原有的波动模式 ,而且可以激发新的极低频的波动模式 .不少作者对尘埃等离子体中的非线性现象进行了研究 ,发现了极低频静电波和电磁波 .Ｌｉｕ等人[1 ] 和Ｃｈｅｎ等人[2 ] 分别研究了非磁化和磁化尘埃等离子体中的非线性尘埃声波 ,并得到了局域孤立结构 .最近 ,Ｃｈｅｎ等人[3 ,4]研究了尘埃等离子体中一种新的极低频的电磁波 ,即尘埃 -阿尔芬波 .研究结…     

飞行器的等离子体隐身工程研究

利用强电场电离气体放电加速电子及激励气体分子的极端物理方法，建立具有吸收频带宽、吸收率高、最佳响应功能的机载小型化等离子体产生器．在海拔10km以上，飞行器表面贴附的等离子体产生器件的等离子体反应室里，形成电子平均能量为12eV、电子浓度为10^15／cm^3的强电离放电，使气流中的大部分氧气、氮气等气体分子分解、电离成电子、离子、原子、激发态原子和分子、碎片等．在飞行器表面形成具有梯度的等离子体吸波带，吸收、折射电磁波、红外线等，有望成为飞行器等离子体隐身技术可行、有效、快速的新方法及小型的新装置．     

电磁波在密度随时间上升等离子体中的频率上转换

近年来的理论研究表明,有几种方法可以使穿过等离子体的激光产生连续可调的频率上移,其中一种方法是让光脉冲穿过快速生成的等离子体。因为电磁波在密度随空间变化的等离子体中传播时,其波矢随着传播距离而变化;对应地,如果电磁波在密度随时间变化的等     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

离子声孤波在非均匀等离子体中的演化方程

弱色散等离子体中非线性离子声波由Korteweg de Vriles(Kdv)方程控制,它们解是一系列孤波。等离子体不均匀,离子声孤波由变系数Kdv方程描述。强色散均匀介质非线性离子声波包由非线性Schr(?)dinger方程控制,它的解也是稳定的波色孤立子。Mohan和Buti研究了非均匀介质情况,得到了修正的非线性Schr(?)dinger方程。本文考虑了热离子效应,在背景非均匀态更接近实际情况下,应用同样方法处理了非线性离子声波。     

极光亚暴对太阳风压强激波的响应

研究了Polar对ISTP卫星观测的两个极光亚暴事件，此两事件与日冕物质抛射相关的太阳风压强微波到达地球有关。提出太阳风压强激波经过地球时，沿途冲击磁层顶激发磁流体快波，快Alfven波横越具有较高局地Alfven速度的磁尾尾瓣，将压缩效应迅速传递到内磁层及等离子体片，在1－2min内建立起强越尾电流，进而触发磁层亚暴。     

关于磁化冷等离子体中的孤立波

一、引言熟知,在磁化等离子体中可以传播多种模式周期波。近年来发现,其中一些模式也能以孤立波形式传播,如离子声孤立波、磁声孤立波、Alfven孤立波,等等。以上作者都限于单独考察某一种模式孤立波。本文在准电中性假设下,全面考察了磁化冷等离子体中斜向传播     

一种新型载流阿尔芬涡旋

等离子体中的低频模对于等离子体输运和约束的研究极为重要。对磁化等离子体中的各种非线性低频波,许多作者作了广泛的研究,但多局限于静态的平衡等离子体。本文探讨了电子成分相对于离子成分运动的低速载流等离子体中的剪切阿尔芬波,得到了一种新的偶极涡旋解。其波动特征受到电子和离子成分相对运动的强烈影响,并且它的传播速度区比通常的静态等离子体中的阿尔芬涡旋多出一个低速区,这可能对于等离子体的反常输运和约束有显     

可积的非线性方程严格孤子解的存在性(Ⅰ)——反散射可积系统

一、引言与结果 非线性波动中的孤子现象日益受到物理学家和数学家的重视,并在高能物理、等离子体物理、非线性光学等领域中,解释和揭示了许多物理现象,获得了广泛的应用,所谓的严格孤子是指具有下面二种性质的非线性波动:(1)空间有限的非色散波,即在传播中保持波形、速度不变的孤立波(这往往就被人们称为孤子);(2)这样的孤立波在非线性相互作用——“碰撞”之后     

关于激光在等离子体中的散射

激光在等离子体中的散射已成为等离子体诊断的最有效的方法之一,利用散射谱可以得出等离子体的电子密度、电子温度、离子温度和磁场强度等信息。从Bowles利用雷达波对电离层的研究以     

关于平行于磁场传播的孤立波的存在问题

一、前言在磁场B作用下的等离子体中,存在平行于B_∞传播的著名的Alfvén波、哨(whistler)波等,是否存在与它们对应的Alfvén孤立波、哨孤立波等,是等离子体波的研究中的重要问题之一。Tidman, Kakutani等曾研究过弱Alfvén孤立波和哨孤立波,但这些文章都作了比较多的假设,问题还没有比较清楚地解决。本文从Maxwell-双流体耦合方程组出发,不作其他近似研究平行于B_∞传播的平面孤立波的存在问题。     

等离子体彗尾中非线性扰动波的讨论

Ⅰ型彗尾作为管状等离子体柱体浸没在太阳风等离子体之中。两类等离子体由切向间断面分开,其自由边界面不断经受着K-H不稳定性效应,由此导致了彗尾中的螺旋状结构以及相应的波运动。一些文章,已运用线性理论进行了分析,但是“非线性演化过程”对扰动波     

相对论自聚焦对激光脉宽的要求

短脉冲强激光在等离子体中的稳定传播与许多现象,如:激光等离子体加速器、相干短波长辐射源以及ICF中的快点火等许多问题,都有着直接的联系.如何使短脉冲强激光在等离子体中稳定传播及提高其传播长度成为人们关注的焦点问题之一.实现短脉冲强激光在等离子体中传播时形成光波导的方式主要有两种,即相对论自聚焦和等离子体通道口.相对论自聚焦的机理在于,强激光驱动下的等离子体中的电子做相     

光致表面等离子体波技术及其应用

激光和金属表面的作用可以形成表面等离子体波 (SPW) ,基于SPW技术发展了许多探测和加工技术 .本文主要介绍激光和金属表面作用产生表面等离子体波的机制以及SPW技术在一些领域的最新应用情况 ,例如精密角度传感器、液体传感器及内表面成像技术     

日冕极紫外波研究进展

高温低密日冕磁化等离子体介质可承载多种波动模式的传播.本文主要介绍低日冕中两类常见的极紫外波动现象:大尺度极紫外波和准周期快磁声波.大尺度极紫外波是低日冕中全球性传播的大尺度扰动现象,它通常与耀斑、日冕物质抛射等剧烈太阳爆发活动紧密相关. 20世纪60年代,大尺度扰动现象(莫尔顿波)首先在太阳色球层被观测到,相应的理论模型预言了低日冕中也必然存在与莫尔顿波相关的大尺度扰动现象.直到20世纪90年代,空间望远镜才探测到与莫尔顿波类似的日冕大尺度波动现象(大尺度极紫外波).然而,关于大尺度极紫外波的物理本质和激发机制长期以来一直存在着巨大分歧.得益于近年来空间和地面太阳望远镜的高(时间、空间)分辨、多波段、多视角观测数据,目前人们对大尺度极紫外波的激发和物理本质有了更深入和较为完备的认识.近年的高分辨观测还揭示了日冕中的另一类波动现象,即准周期快磁声波.本文将总结近年来人们对两类波动的研究进展,指出目前研究中存在的重点和难点问题,并展望未来可能的研究方向.     

大幅Langmuir Soliton及其Liapunov稳定性

迄今为止,等离子体中的Soliton问题的研究,大部分是在弱非线性理论基础上进行的,例如文献[1,2]只考虑二阶高频场作用。文献[3,4]虽然讨论了强非线性和四阶高频场作用,但未给出这种情形下的孤立子解的形式。本文目的是求解四阶高频场作用的Langmuir波拍