基于吸收势的强耦合尘埃等离子体格波

发布时间：2021-03-07 07:01

　　尘埃等离子体作为等离子体物理的一个分支领域,近些年发展迅速。由于尘埃等离子体中带电颗粒的尺寸范围非常广,且存在空间极其广泛,因而在宇宙空间、微电子工业生产等方面都有广泛应用。尘埃晶格作为强耦合系统,其颗粒间的相互作用远远超过其平均动能,且相互作用形式比常规的静电相互作用复杂,因此会产生许多线性及非线性现象。以前对于尘埃晶格非线性现象的研究大都是基于德拜相互作用势来开展的。近年来,研究发现尘埃晶格颗粒间不是简单的库仑相互作用,还会受其他因素的影响,如尘埃颗粒表面的吸收势。该吸收势的发现再次激发了人们对尘埃等离子体晶格中非线性波的研究热情。本文采用一维尘埃晶格链模型,研究了吸收势对尘埃晶格波色散和激波结构的影响。首先,运用固体物理中晶格振动的分析方法,导出了具有吸收势作用下的尘埃晶格中的横波和纵波的色散关系。分析吸收势对横波和纵波色散的影响,结果表明吸收势增加会减小纵波频率,增加横波频率。通过对横波和纵波的特征函数进行分析可知,吸收势的增加将加大纵波的不稳定性,但对横波有稳定作用。其次,从尘埃粒子的动力学方程出发,利用约化摄动法和连续近似的方法,得到描述激波的KdV-Burgers’方程;... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１等离子体的形成原理??

?第１章绪论???１．２尘埃等离子体??由等离子体和悬浮在其中的带电尘埃颗粒所组成的复杂的物质形态，称为??尘埃等离子体或复杂等离子体［９］。图１．２为尘埃等离子体示意图。尘埃等离子体??广泛存在于空间等离子体、实验室以及人们的工业生产和日常生活中。尘埃等??离子体中带电颗粒的尺寸范围非常广，小的可以达到几纳米，大到几微米到几??十微米甚至几毫米，这也从侧面表明尘埃等离子体的存在空间的广泛，从宇宙??空间到实验室的微小颗粒，无处不在。??尘埃等离子体属于软凝聚态物质的一种，是性质比较特别的等离子体。一??般来说，尘埃等离子体中带电颗粒通常带负电，而且颗粒所带的电荷量不是常??数，是会随着等离子体各种参数的变化而改变的。这种带电颗粒的每一个粒子??都能带很多的电荷，但它的荷质比却比离子小很多［１（）］，所以带电颗粒与等离子??体中的自由电子和离子的表现出的动力学行为完全不同。??ｒ：?０?．〇??尘埃／??图１．２尘埃等离子体示意图??利用尘埃等离子体的不稳定现象可以来解释宇宙空间中天体的运动［９］，如??土星环绕土星的快速运动＋３］、星云的飘移［８］等。在微电子产业中经常遇到尘埃??颗粒造成的污染，在制造业中大规模的集成电路都会广泛使用等离子体技术，??如利用等离子体刻蚀、镀膜。这些应用进一步推动了人们对尘埃等离子体的关??注和研究。??３??

?第１章绪论???１．２．１尘埃等离子体存在空间??处于辐射环境以及等离子体环境中的尘埃颗粒由于吸附电子、离子或发射??电子而成为荷电尘埃颗粒，并与背景等离子体形成尘埃等离子体（或复杂等离子??体）。尘埃颗粒广泛存在于天体物理、气体放电、等离子体处理工艺，纳米材料??制备、核聚变等众多等离子体环境中［１１］。??（１）宇宙空间??尘埃等离子体含有细小的带电尘粒，广泛存在于自然界中。宇宙空间中的??星际云，彗星尾，地球电离层，行星环以及太阳系中都有等离子体的身影。图??１．３为哈勃望远镜拍摄的Ｍ５７环状星云，它是一个古老恒星爆发遗留的产物??尘埃等离子体作为研宄对象是从２０世纪８０年代开始，宇宙飞船传回的照片和??海量数据使人们对土星的研究热情高涨。图１．４为ＮＡＳＡ的“卡尼西号”飞船??拍摄到的土星环。人们对土星环的观测和研宄极大的丰富了尘埃等离子体的研??宄内容。??嘗賊??图１．３哈勃望远镜拍摄的Ｍ５７星云??４??

【参考文献】：
硕士论文
[1]尘埃等离子体晶格波[D]. 林霖.大连理工大学 2006
[2]尘埃颗粒大小分布对尘埃等离子体集体行为影响的研究[D]. 林麦麦.西北师范大学 2005



本文编号：3068607