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摘要尘埃等离子体物理是近十年里等离子体学科中一个活跃的分支领域之一, 带电尘埃广泛存在于空间等离子体、实验室聚变装置、低温等离子体工业应用等众多不同的环境中, 并且呈现出相同或相似的性质。这是一种部分或完全电离的等离子体,其基本成分除了电子和离子外,还有(通常)带负电的、且电荷不是常数的微粒。带电颗粒有着与电子和离子完全不同的动力学行为,其与等离子体的相互作用呈现出许多新的物理现象。忽略磁场作用,通过求解含BGK碰撞项的Boltzmann方程和尘埃粒子充电方程导出了弱电离尘埃等离子体介电张量的表达式.证明了冷尘埃等离子体的纵向介电张量系数与横向介电张量系数相等。完善了弱电离尘埃等离子体电磁特性的理论模型。9559
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关键词 带电尘埃 等离子体 弱电离尘埃等离子体 充电方程 介电张量
毕 业 论 文 外 文 摘 要
Title The introduction of Common plasma and Dusty plasma dielectric constant
Abstract
Dusty plasma physics is nearly ten years of Plasma Science an active branch of the charged dust, exist widely in space plasma, laboratory fusion devices, low temperature plasma industrial applications such as many different environments, and show the same or similar nature. It is a partially or fully ionized plasma, its basic components besides electrons and ions, and ( usually) with the negative charge is not constant, and the particles charged particles with electron and ion completely different dynamical behaviors, and plasma interactions presents many new physical phenomena. Ignore the effect of magnetic field, by solving the collision term containing BGK the Boltzmann equation and the dust particle charge equation is derived for the weakly ionized dusty plasma dielectric tensor expressions . It is shown that the cold dusty plasma dielectric tensor coefficients of longitudinal and transverse dielectric tensor coefficients are equal. Improve the weakly ionized dusty plasma electromagnetic theory model.
Keywords Charged dust particles plasma weakly ionized dusty plasma Charging equation dielectric tensor
目 次
1 绪论 1
1．1 研究背景 1
1．2 目前对尘埃等离子体的一些了解 3
1.3 论文工作的安排 4
2 普通等离子体和尘埃等离子体的简要描述 5
2.1 普通等离子体的基本概念和特征参数 5
2.2 尘埃等离子体的基本概念和特征参数 5
2.3 尘埃等离子体与普通等离子体的区别 7
3 普通等离子体的特性研究 8
3.1 电荷屏蔽现象计算 8
3.2 等离子体的振荡与振荡频率 9
4 尘埃等离子体介电张量研究 11
4.1 弱电场中弱电离尘埃等离子体的分布函数 11
4.2 弱电离等离子体的纵向和横向介电系数 12
4.3 弱电离尘埃等离子体介电张量表达式 14
4.4 固体火箭喷焰微波衰减常数和相位常数的频率特性 17
5 总结 20
1 绪论
1．1 研究背景
尘埃等离子体物理是最近一二十年中迅速成长起来的研究领域,也被称为复杂等离子体(complex plasma) 。有关尘埃等离子体的研究可追溯到一个多世纪前的天文现象观察，星际空间、行星环、彗尾等处均存在大量尘埃颗粒，这些颗粒被电离气体以及紫外线辐射而带电。实验室尘埃等离子体的研究可追溯到等离子体科学发展初期Langnuir等人观察到的溅射离子吸附电子现象。在漫长岁月里，尘埃等离子体研究经历了缓慢的发展，直到20世纪80年代的两个事件，促成了后来的迅速发展。一个是80年代初期旅行者2号宇宙飞船飞抵土星时拍摄的土星环照片如图1.1，发现B环中有条状的物质环绕B环外部旋转。这些辐条状物质散射太阳光而被飞船看见，当飞船靠近土星时，看到的是相对于背景明亮的辐条，这说明辐条物体是由精细微粒组成的，对阳光的散射是米氏散射。更重要的是，这些辐条不是静止的，而是快速运动的，运动的时间尺度很短，不能用引力来解释，必然受到电磁力的影响。美国的Hill和Mend以及德国的Goertz和Morfill首先提出这些粒子是带电的[1]，他们的工作还表明，带电微粒被静电悬浮在土星环平面80KM处。他们将颗粒带电的原因归结于小流星随机撞击土星环产生的等离子体。在这之后很多从事空间等离子体的学者对此产生了研究兴趣。
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