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我们从磁流体力学基本方程出发,给出了计及外加常数磁场情况下规则非均匀等离子体中电磁波和电声波的耦合传播方程。在选用的电子密度剖面下,求解了该方程组的边界值问题,得到了|P_1|和|H_x|的数值解,进而证明了在此基础上我们得到的电磁波和电声波传播的简单近似耦合方程组是可用的。 最后,我们计算了Debye长度和等离子体波长,指出在等离子体鞘套中等离子体波不能辐射出去的主要原因是在鞘套外边界严重的Landau阻尼造成的,并非在激波线强间断处的多次反射结果。 同时,也对所得到的传播耦合方程的普遍性进行了讨论。 相似文献
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我们从麦克斯韦方程和线性化矩方程出发,获得了具有电子密度梯度的弱非均匀可压缩等离子体在外场作用下的电磁波和电声波激发的耦合方程,并求得了微扰解。最后讨论了非均匀可压缩等离子体中电磁波和电声波耦合激发机制,指出不同模间耦合是产生不同模间相互转换的原因,而Cohen等人的均匀可压缩等离子体中电磁波和电声波激发过程均可视为本文的特殊情况。 相似文献
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建立尘埃等离子体中重力波的基本方程,推导尘埃等离子体中重力波的色散关系,分析地球极区中间层顶处尘埃等离子体层中的重力波特性,研究了重力波在电子密度垂直分层的尘埃等离子体中的反射. 结果表明尘埃等离子体改变了通常大气中的重力内波的色散关系,限制了小水平波数重力内波的传播,改变了波的能量特性,减小了重力波在不均匀大气中垂直向上传播时振幅的增长;在尘埃等离子体中传播时重力波可被电子密度垂直分层的结构反射而导致波能量的集中, 它产生的湍动所导致的空间电子密度的不均匀性分布是极区上空PMSEs的可能机制. 相似文献
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传统的Kirchhoff传播算子结构简洁,适用于描述横向均匀介质中波的传播.Ray-Kirchhoff传播算子较为精确地描述了波在非均匀介质中传播的运动学特征,其理论上的先天不足依赖于介质的复杂性.本文通过Born序列逼近波在非均匀介质中传播的大角度波分量,提出一种Born-Kirchhoff传播算子,将传统Kirchhoff传播算子的适用范围扩展至非均匀介质,同时描述波的运动学和动力学特征,其精度取决于Born序列逼近的阶数.利用Born序列频散方程,可以精确分析各阶Born-Kirchhoff传播算子对波长、传播角和非均质性的尺度依赖特征,其中,一阶Born-Kirchhoff传播算子的精度高于传统的相屏传播算子.波数域的Born-Kirchhoff传播算子对于高波数波是奇异的,导致波数域数值计算发散,但其空间域版本是非奇异的,无条件数值稳定,可通过Kirchhoff求和数值实施.本文给出各阶Born-Kirchhoff传播算子及其频散方程,可用于不同程度非均匀介质中的波传播模拟,复杂构造地震成像和速度估计.本文利用零阶和一阶Born-Kirchhoff传播算子计算简单二维模型的合成地震图,并与边界元法进行了比较. 相似文献
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本文研究了地球磁尾等离子体片边界层内由离子束流和等离子体密度梯度联合作用产生的静电不稳定性.模型等离子体由向尾流动的冷离子束流、向地球流动的暖离子束流和背景暖电子组成,等离子体密度是非均匀的,等离子体β（热压强与磁压强之比值）很小,电子等离子体频率与电子退旋频率之比。ωe/Ωe》1.结果表明,斜传播的静电快、慢离子束流-密度漂移模能够被激发。 相似文献
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本文尝试结合非相干散射雷达和GPS TEC观测数据提取等离子体层总电子含量(PTEC).我们首先描述所用的技术方法,然后具体利用了Millstone Hill台站的观测数据研究该地区上空等离子体层总电子含量(PTEC)的变化情况.我们采用变化标高的Chapman函数对非相干散射雷达测得的电子浓度剖面数据进行拟合,然后通过对剖面积分得到100 km到1000 km高度范围的电离层总电子含量.GPS提供的TEC数据为高度达20200 km的总电子含量,两者之差可近似看成等离子体层的电子含量.本文分别选取太阳活动高年(2000, 2002年)和太阳活动低年(2005,2008年)Millstone Hill台站的静日数据进行研究.结果表明,等离子体层电子含量及其所占GPS TEC的比例具有明显的周日变化.PTEC含量在白天高于夜间,而所占GPS TEC的百分比,夜间明显高于白天.太阳活动高年所选月份等离子体层电子含量在4~14 TECU (1TECU=1016el/m2) 范围内变化,夜间所占比例可达60%左右.太阳活动低年所选月份等离子体层电子含量在3~7 TECU范围内变化,所占比例夜间最高可达80%左右.我们所得到的结果与前人基于其它观测手段所得结果在变化趋势上一致,在量级上也大致相当.因此,这从一个侧面证明了我们所用方法的可靠性.非相干散射雷达能够探测包括F2层峰值以下及以上高度的电子浓度,利用这一设备所观测得到的资料来推算电离层电子含量将比前人基于电离层垂测仪观测资料进行的推算更具真实性,由此得到的等离子体层电子含量也将更为接近真实情况. 相似文献
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In this study, the effect of the electron sound speed on the extraordinary wave propagation is calculated without an approximation
for either collisional or collisionless cases in the ionospheric plasma by using the real geometry of the Earth’s magnetic
field for the Northern Hemisphere. It is observed that there is no remarkable effect on the propagation of the extraordinary
wave, especially at reflection altitudes. But it is also observed that the magnitudes of k
2 (the square of the wave number) have changed every season, and the phase velocity of wave in warm ionospheric plasma has
increased. 相似文献
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The structure and dynamics of ion-acoustic waves in an unmagnetized plasma, including the case of weakly relativistic collisional plasma (when it is necessary to take into account the high energy particle flows which are observed in the magnetospheric plasma), are studied analytically and numerically on the basis of a model of the Kadomtsev-Petviashvili (KP) equation. It is shown that, if the velocity of plasma particles approaches the speed of light, the relativistic effects start to strongly influence on the wave characteristics, such as its phase velocity, amplitude, and characteristic wavelength, with the propagation of the twodimensional solitary ion-acoustic wave. The results can be used in the study of nonlinear wave processes in the magnetosphere and in laser and astrophysical plasma. 相似文献
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本文理论分析了电子束沿地磁场穿越均匀、磁化等离子体密度跃变区域时，在弱磁场近似、哨声波激发、低频近似等几种典型情况下电子束流空间电荷波（Space charge wave）向电磁波的转换.先运用小信号假设求得电子束入射进均匀各向异性冷等离子体之后的色散关系和空间电荷波波数，然后借助于电磁波分量和电子束速度的边界条件，求解电子束在等离子浓度发生变化区域激发的波振幅，在几种典型情形下推导出空间电荷波转换为电磁波之间转换系数的近似解，给出了相应波辐射的坡印亭(Poynting)矢量表达式.结果表明，在渡越辐射（Transition radiation）情形下电子束可以在空间等离子体中激发出阿尔芬波（Alfven wave）和哨声波（Whistler wave）.所得结论可用于对主动空间试验结果的分析. 相似文献
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本文利用Cluster卫星2004年11月8日的观测数据,分析了磁尾等离子体片中与地向周期性高速离子流相伴随的ULF波.结果显示周期性高速流的速度波动与磁场和温度中的ULF波同时出现、同时增强、同时消失,而且波动的频率都集中在60~70 mHz.这说明磁场和温度ULF波与周期性高速流密切相关,周期性高速流是ULF波产生的来源.高速流波动的相位与磁场波动的相位大致反相关,与热离子温度波动的相位正相关,同时磁场波动与热离子温度波动呈相位反相关的特性.最小方差法分析的结果显示虽然波传播方向有地向分量,但其主要传播方向是向等离子体片中心传播,并与周期性高速流速度方向垂直.以上观测说明是高速流的周期性变化产生了磁场在Pi1频率范围内的ULF波. 相似文献
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The absorption of telemetry radiosignals at frequencies of 250 and 75 MHz, transmitted from rockets, was observed in the ARAKS and Zarnitza 2 rocket experiments, respectively, with electron pulses in the ionosphere. The signals were registered with ground receivers. Four cases of complete signal absorption on the propagation path were observed in the ARAKS experiment. The radio absorption at frequencies substantially higher than the plasma and upper hybrid frequencies can be related to wave scattering by plasma inhomogeneities. It has been indicated that plasma inhomogeneities were generated when electrostatic oscillations damped in the region with decreased plasma density at a decrease in the natural oscillation phase volume in the frequency-wave vector space with decreasing plasma density. The observed radio absorption could be related to reflectionless wave scattering in an inhomogeneous plasma structure. 相似文献
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本文应用Chisnell- no方法,求解了在理想介貭中,垂直磁流体冲激波在非均勻磁場中的传播問題。这种方法,把非均勻介貭分解成无限小的弱間断面,根据气体动力学中波与間断面相互作用的原理,算出激波通过弱間断面时的强度变化,然后用积分求得激波通过整个非均勻区时的强度变化。作者引入了激波的特征速度（它是激波在波前后介貭中传播速度的几何平均值）作为輔助参量,得到形式上比較簡单的激波传播方程。然后考虑了磁压力远大于气体压力的强磁介貭中的激波传播問題,并进行了数值积分。采用的介貭密度模型有三种:（1）阿尔芬波速为常数;（2）密度不变;（3）密度与磁場强度成正比。計算結果表明:当激波由弱磁場向强磁場传播时,激波的强度逐漸变弱。其中,在阿尔芬波速为常数的介貭中,激波强度的衰减最为緩慢;在密度不变的介貭中,激波强度的衰減最为迅速;而在密度与磁場成正比的介貭中,激波强度的衰減則介乎上述两种密度分布之間。作者联系磁流体冲激波在地球外层空間的传播問題进行了討論,密度的模型采取大气啃昔的观測結果（卽上述第三种密度分布）,并进行了适当的外推,估計了在十个地球半径处的磁流体冲激波传到地面时的强度,求出了激波在地面引起的磁場变化与激波初始速度之間的关系。根据上述簡化模型,計算結果表明,在十个地球半径处初始速度为108厘米/秒的激波,传到地面引起的磁場变化大約为60伽（亻馬）,这个数值的量級恰好与中低緯度强磁暴的急始变幅相符。 相似文献