碰撞等离子体中大振幅离子声波的非线性效应

等离子体波振幅足够大时,相干性和非线性效应将起重要作用,不能简单地采用准线性理论。一些电子被波的势阱俘获后,由于波与粒子相互作用,在相速度V_Φ～ω/k附近分布函数将大大畸变,必须用非线性理论来处理。Hasegawa在讨论大振幅等离子体波非线性效应问题时,他假设电子分布函数在捕获区变平,在非捕获区保持平衡分布。Krapcher等由绝热不变量理论讨论大振幅波驱动电流的问题,但讨论限于一维情形,并且未包括耗散效应的影响。夏蒙棼分析了一种随机效应驱动电流的机制,得到钭波振幅要超过某个随机性阈值时才出现这种机制。但对碰撞对捕获电子非线性效应的影响,或耗散效应的研究在国内外都较少讨论。我们利用离子声波漂移不稳定性使离子声波的振幅增长到足够大时也得到了离子声波非线性朗道阻尼的理论与实验相符合的结果。     

Fokker-Planck模拟离子声波中离子的能量输运

利用线性化Fokker-Planck方程模拟了激光等离子体中的离子声波, 重点研究了离子声波过程中的离子热流. 通过将线性化Fokker-Planck方程转化为本征值问题, 求解得到离子声波的本征模和扰动分布函数, 进而计算出ZT_e/T_i和kλ_ii对离子热导的影响, 这里Z, T_e/T_i, k, 分别表示离子的有效电荷数、电子与离子的温度之比、离子声波的波数和离子的平均自由程. 在碰撞极限下kλ_ii→0数值计算给出的离子热导与Braginskii的结果一致. 当kλ_ii较大时, Braginskii理论不再成立, 离子热流出现受限的现象. 在朗道阻尼可以忽略的情况下, 离子热导随kλ_ii的演化能够非常好地用公式进行拟合, 并给出了拟合参数与ZT_e/T_i的关系.     

大振幅离子声波非线性效应的理论和实验研究

QNeil和Altshul等研究了大振幅电子朗缪尔波随时间阻尼的非线性理论.Franklin等实验得到了电子朗缪尔波振幅周期性变化的结果.但由线性朗道阻尼(或增长)发展到非线性效应几个阶段的理论和实验研究进行的很少.本文对离子声波非线性效应的研究证明理论与实验的结果比较是一致的.     

地球同步轨道磁场和等离子体行为对行星际激波的响应

行星际激波是一个影响全球地空环境包括磁层-电离层时空变化的重要因素. 主要利用1997~2007年的GOES卫星磁场数据和1997~2004年的LANL卫星的等离子体(MPA)数据, 采用个例分析和时间序列叠加的统计分析方法来研究地球同步轨道磁场和等离子体质子(0.1~45 keV)和电子(0.03~45 keV)在行星际激波到达前后3 h内的变化特征以及质子和电子温度各向异性变化可能激发的电磁离子回旋波和电子哨声波. 研究结果表明, 激波锋前到达同步轨道后, 同步轨道总磁场强度在白天扇区(8~16 LT)有明显增强, GSM坐标系下的B_Y分量在激波到达前后几乎无变化, B_Z分量与总磁场变化趋势非常一致. 同步轨道质子密度在夜晚扇区明显增加, 峰值到达1.2 cm⁻³. 质子温度在夜晚扇区增强, 正午之前的扇区(8~10 LT)温度减小. 同步轨道电子密度和温度整体上都是夜晚扇区增强, 白天扇区减弱, 密度峰值为2.0 cm⁻³. 推算出的氧离子密度在激波的影响下黄昏侧密度峰值为1.2 cm⁻³, 并表现出明显的晨昏不对称性. 质子的温度各向异性在正午扇区增强, 夜晚扇区的各向异性明显减小. 在激波锋前到达同步轨道之前, 电子的温度各向异性白天扇区高于夜晚扇区, 在激波锋前到达之后, 正午和黄昏扇区的各向异性几乎不变, 而午夜扇区温度各向异性明显减小. 质子和电子的温度各向异性可能激发电磁离子回旋波和电子哨声波. 根据质子的温度各向异性计算的电磁离子回旋波强度在激波到达后白天扇区(8~16 LT)迅速增加, 最大值为0.8 Hz. 根据电子的温度各向异性计算的电子哨声波在激波到达同步轨道之后表现为白天扇区(8~16 LT)明显增大, 最大值接近2 kHz左右, 夜晚扇区电子哨声波明显减小.     

电子与N_2~+离子碰撞过程中激发态测量

1 引言电子与离子碰撞物理是原子、分子物理学中最主要的基础学科之一,碰撞过程中所产生的信息非常丰富,引起了广大物理学家们的极大兴趣.正如文献[1]所指出,电子与离子碰撞可引起多种反应:1.电子与单电荷、双电荷、多电荷离子碰撞中的电离过程:e~- A~(n )→A~(m ) (m-n l)e~-2.电子与单电荷、双电荷、多电荷离子碰撞中的激发态:     

自然信息

超导体隧道效应的声子谱利用慕尼黑工业大学迪切(W.Dietsche)教授设计的新技术,将有可能对通过物质的声波进行全部谱分析。它将填补固体中声波(频率高于100GHz)探测的空白,并将受到研究氦-固体界面和无序材料的物理学家的热烈欢迎。迪切用两种超导体(例如铝和铅-铋)形成结,并施加外电压V_0,使结产生偏压。在每一个超导体中存在一个小的能隙,它使正常电子与配成对的电子(称为库柏对)分开,从而赋予材料以零电阻。如果铝(能隙为△_1)与铅-铋(能隙为△_2)形成结(见图),则发生如下现象:当某些条件满足时,能产生由于电子对破裂而形成的电子的量子力学隧道效应。     

结构光性矿物学研究——再论最紧密堆积构造与折射率的关系

1964年作者研究了氧离子最紧密堆积构造与矿物平均折射率的关系,1965年提出下面的线性函数公式:(?)=1.710-0.0141(V_0-13.9) 0.086C_0 0.026C_T-AC_A Σ_(pi)I_i-Σ_(qi)D_i。本文将运用上式来讨论晶体构造、铬阴离子的作用,以及折光率增量与离子的电子壳层结构的关系。     

纳米Ca_(1-x)La_xF_(2+x)的离子导电性

人们对氟离子导体研究深感兴趣,是因为F~-是最小的阴离子,只带一个电荷,有利于迁移;而且氟化物形成时有相当大的自由能变化,作为隔膜材料可得高电压和高能量密度的电池;此外,氟化物结构较简单,电子电导很小,使研究离子传导的理论模型简单化。一般都采用掺杂异价氟化物的方法来提高氟离子电异率,如法国固体化学研究所对(CaF_2+YF_3)、(β-PbF_2+BiF_3)等固溶体做过研究。但对纳米氟离子导体研究国内外尚未见报道。     

纳米离子导体Ca_(1-x)La_xF_(2+x)的复阻抗谱和介电常数

在阴离子导体中,除氧离子导体外,研究得较多的是氟离子导体.由于卤素有高的氧化能力,氟化剂与金属的反应对应于体系自由能的很大变化,若用作电极对则可得到高的电压和功率密度;而且F~-是最小的单电荷阴离子,氟化物很有希望制成离子电导率高的固体,此外,氟化物常是电子绝缘体,结构简单,便于简化理论模型.为了提高氟离子电导率,一般采用掺杂异价氟化物的方法,如文献[1]对(CaF_2 YF_3)、文     

稀土离子与氨基酸的相互作用

钙(Ⅱ)是生物体内重要的金属离子,它与蛋白质结合主要以静电结合为主,它会与蛋白质中的羧基、羟基、肽键及酚基等发生相互作用。由于在远紫外区才能观察到其电子跃迁这一实验上的困难,使得钙(Ⅱ)-蛋白质结合的直接研究受到了很大的限制。稀土离子与钙(Ⅱ)有极为相近的离子半径,它们的成键性质与钙(Ⅱ)很相似,大都具有闭壳层的电子结构,主要通过静电相互作用与配体结合,且成键强度直接与离子半径有关系。因此研究稀土离子与蛋白质的基本结构单元——氨基酸的相互作用,对于理解生物体系中钙(Ⅱ)的成键性质     

碱土金属复合氟化物体系中钐离子的价态及光谱

一定条件下钐离子、铕离子、镱离子等都具有明显的变价特性。钐离子通常以+3价形式存在,Sm~(3+)电子构型为[Xe]4f~5,基态光谱项为~6H_(5/2),4f能级最低激发态为~4G_(5/2)。Sm~(2+)在溶液中很不稳定,极易被氧化,但在某些固态化合物中Sm~(2+)能够比较稳定存在。通过适当的还原方法可以制得+2价钐的化合物。Sm~(2+)电子构型为[Xe]4f~6,基态光谱项为~7F_0,4f能级最低激发态光谱项为~5D_0。通常~5D_0能级位置较其4f~5d激发态能级下限位置低,因此室温     

高电荷态离子Ne~(4+)与He原子碰撞中激发态和发射截面

离子与原子碰撞过程中产生的信息是非常丰富的,从而引起了科学家们极大的兴趣。实验证明,测量得到的信息中有离子信号,电子信号,光信号以及原子团信号等。在寻找短波长和软X射线激光器的研究中,高电荷态离子和光信号特别引入注目。1982年,Bloemen等人,对Ne~(q+)(q=1,2,3,4)离子分别与He、Ne、Ar原子碰撞中入射离子的激发进行了研究,     

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。     

BF-4和TFSI-系列室温离子液体绿色电解液的电化学性能

选择亲水型甲基烷基咪唑四氟硼酸盐和憎水型甲基烷基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐两个系列的离子液体作为电解液, 系统研究了纯离子液体及离子液体/混合有机溶剂EC-DMC-DEC(111, 质量比)体系的电化学性能. 实验发现 对于纯离子液体, 在较低的温度范围内(298 ～ 323 K), 电导率与温度的关系符合Arrhenius方程, 在更广的温度范围内, 四氟硼酸盐系列离子液体符合VTF方程, 而二(三氟甲基磺酰)亚胺盐系列有偏差. 两个系列的离子液体的电化学窗口都在4 V左右. 对于离子液体/有机溶剂混合体系, 随着浓度的增加, 电导率有一最大值出现.     

BF-4和TFSI-系列室温离子液体绿色电解液的电化学性能

选择亲水型甲基烷基咪唑四氟硼酸盐和憎水型甲基烷基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐两个系列的离子液体作为电解液,系统研究了纯离子液体及离子液体/混合有机溶剂EC-DMC-DEC(1:1:1,质量比)体系的电化学性能.实验发现:对于纯离子液体,在较低的温度范围内(298~323K),电导率与温度的关系符合Arrhenius方程,在更广的温度范围内,四氟硼酸盐系列离子液体符合VTF方程,而二(三氟甲基磺酰)亚胺盐系列有偏差.两个系列的离子液体的电化学窗口都在4V左右.对于离子液体/有机溶剂混合体系,随着浓度的增加,电导率有一最大值出现.     

BF4-和TFSI-系列室温离子液体绿色电解液的电化学性能研究

选择亲水型甲基烷基咪唑四氟硼酸盐和憎水型甲基烷基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐两个系列的离子液体作为电解液, 系统研究了纯离子液体及离子液体/混合有机溶剂EC-DMC-DEC(1:1:1, 质量比)体系的电化学性能. 实验发现: 对于纯离子液体, 在较低的温度范围内(298 ~ 323 K), 电导率与温度的关系符合Arrhenius方程, 在更广的温度范围内, 四氟硼酸盐系列离子液体符合VTF方程, 而二(三氟甲基磺酰)亚胺盐系列有偏差. 两个系列的离子液体的电化学窗口都在4 V左右. 对于离子液体/有机溶剂混合体系, 随着浓度的增加, 电导率有一最大值出现.     

高温状态下的离子有效半径

文献[1]和[2]论证了随温度的升高和降低离子半径会增大和缩小.因为知道离子室温时的半径,能解释离子化合物在室温时发生的很多现象,因此,若知道离子在高温时的半径,则离子化合物在高温发生的很多现象也能得到一些解释.所以,计算出离子在高温时的有效半径是十分有意义的.例如“KIO_3-CsIO_3赝二元系相图的研究”表明,这个赝二元系在室温时不能形成连续固溶体,但到高温时则能形成连续固溶体,当时无法解释这一现象.从文献[1]和[2]知道,基团外的阳离子,当它们处于同样的环境中时,较轻的离子随温度的升高,其半径增     

碱性阴离子交换膜的碱稳定性

碱性阴离子交换膜(AEMs)是碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件之一,目前已成为制约碱性阴离子交换膜燃料电池发展的关键因素.离子传导基团在碱性条件下,容易受到氢氧根离子的攻击发生降解.本文主要从以下3个方面介绍了近期AEMs在耐碱稳定性方面的研究成果:(1)开发稳定的离子传导基团,并通过提高离子传导基团的电子密度和增大缺电子位置的空间位阻提高离子基团的稳定性;(2)在离子传导基团与聚合物主链之间引入长烷基侧链;(3)合成不含醚氧键的聚合物主链,改善AEMs的耐碱稳定性.     

Fe~(3+):Al_2O_3的基态分裂和光谱精细结构研究

1963年,Low和Rosengarten近似计算了一些立方对称化合物中Fe~(3+)(3d~5)的基态~6S的分裂,发现要取得与电子顺磁共振(EPR)一致的结果,必须取自旋-轨道耦合常数大于自由离子值。因此,作者在该文中表示了对晶体场理论对3d~5离子光谱精细结构和基态     

离子声波非线性朗道阻尼的实验研究

电子或者离子波的非线性朗道阻尼是最重要的非线性等离子体实验现象之一。1965年O'Neil,Al'tshul和Karpaman等人理论预言,大振幅的电子或离子波的振幅衰减并不是像线性理论表明的按指数衰减规律。1972年Franklin等人测量非线性电子朗缪尔波的振幅在传播过程中的衰减也证实其并非为单调性的指数衰减。证明振幅的振荡是由于捕获电子的非线性效应而产生,从而实验证实了电子朗缪尔波非线性朗道阻尼现象的存在。