Продольные плазменные волны

Это означает, что такие частицы могут поглощать продольные плазменные волны. [c.111]

Кроме частотной дисперсии, в ряде случаев обнаруживается пространств, дисперсия И. р. Она проявляется при распространении продольных плазменных-волн и является причиной аномального скин-эффекта в металлах при низких темп-рах. [c.70]

Во-первых, использование связей (4.19) — (4.22) эквивалентно повышению порядка дифференциальных уравнений для поля, что находит свое отражение в возможности появления новых волн. Между тем для уравнений более высокого порядка, очевидно, нужно иметь и больше граничных условий. Во-вторых, к тому же выводу можно прийти и непосредственно, учитывая лишь сам факт появления новых волн, например продольной (плазменной) волны. В самом деле, граничных условий (1.2), как хорощо известно, достаточно как раз для того, чтобы решить задачу об отражении и преломлении обычных волн на границе раздела между средами, скажем, кристаллом и вакуумом. Поэтому, если в кристалле может распространяться еще хотя бы одна новая волна, то задача об отражении и преломлении становится, при использовании обычных граничных условий (1.2), недостаточно определенной. Напротив, добавив соответствующие д. г. у., любую граничную задачу можно сделать вполне определенной. Но при этом, как ясно из сказанного, учитываются только, так сказать, объемные волны типа (2.2) или (2.54). Решения же поверхностного типа (и вообще поле, связанное с поверхностью) при этом не рассматриваются ). Для обычной в кристаллооптике постановки задачи такой подход вполне естествен, хотя и связан с известными ограничениями. [c.241]

Если вектор к направлен вдоль соответствующих осей симметрии, а в кубических кристаллах (при пренебрежении пространственной дисперсией) — вдоль любых направлений, то нормальные волны к, I) делятся на поперечные и продольные. В поперечных волнах (Ае) = 0, и в рассматриваемом приближении комбинационное рассеяние отсутствует (см. (15.9) и (15.10)), тогда как для продольных волн йа фО. Для продольных (плазменных) волн в газе свободных электронов (плазме) при пренебрежении пространственной дисперсией (это означает, что где — некоторая средняя [c.344]

Продольные плазменные волны [c.166]

ПРОДОЛЬНЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ВОЛНЫ 167 [c.167]

ПРОДОЛЬНЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ВОЛНЫ 169 [c.169]

Обратим внимание на то, что множитель е (со, ) в подынтегральном выражении в (47,4) обращается в бесконечность при тех значениях o=kV и к, для которых е(ю, к) = 0, т. е. при значениях, отвечающих закону дисперсии продольных плазменных волн. Эти значения к могут внести большой вклад в интеграл столкновений. Физически этот вклад можно описать как результат взаимодействия между частицами, осуществляемого путем испускания и поглощения ими плазменных волн. Эффект, однако, будет значительным, лишь если в плазме имеется достаточно много частиц, скорости которых сравнимы с фазовой скоростью волн u = (u/k или превышают ее (только для таких частиц может выполняться требуемое соотношение m = kV). [c.237]

При 0 = 0 уравнение (56,5) удовлетворяется также и при ец = О, что соответствует обычным продольным плазменным волнам с независящей от к частотой [c.282]

В среде, состоящей из связанных осцилляторов Лорентца, могут распространяться поперечные и продольные волны. Частоту соп продольных плазменных колебаний для модели Друде найдем согласно (388) путем приравнивания нулю выражения (399). Часто в области плазменного резонанса величиной Вз. можно пренебречь. Тогда вместо условия е (сОп)=0 допустимо принять б] (сйп)=0, что дает на основании (400) сОп р. Иными словами, плазменный резонанс в этом приближении происходит при плазменной частоте свободного электронного газа, как это и наблюдается у щелочных металлов. [c.289]

При большой интенсивности плазменных колебаний, например, в условиях пучковой неустойчивости, происходит взаимодействие плазменных волн друг с другом. При этом две плазменные волны, являющиеся продольными электромагнитными волнами, могут испытать превращение в одну поперечную электромагнитную волну. Другими словами, возможен процесс перехода двух взаимодействующих плазмонов в один фотон [7]. Таким образом, должно существовать электромагнитное излучение кристаллов с плазменными частотами. [c.349]

В предыдущих главах рассматривались элементарные возбуждения в твердых телах, связанные с коллективными движениями нейтральных атомов, молекул или тяжелых ионов. Квантами этих элементарных возбуждений являются фононы. Рассмотрим теперь элементарные возбуждения, связанные с коллективным движением электронов относительно тяжелых ионов в твердых телах. Эти элементарные возбуждения обусловлены кулоновским взаимодействием между электронами п положительными ионами. Им соответствуют продольные волны, которые получили название плазменных волн. Кванты плазменных волн называют плазмонами. [c.90]

Резонансное поглощение лазерного излучения при наклонном падении на слой неоднородной плазмы. Продольные плазменные колебания. Еще одним (а для горячей термоядерной плазмы - наиболее важным) механизмом поглощения энергии световой волны, проявляющимся при наклонном падении света на неоднородную плазму, является так называемый механизм резонансного поглощения [5]. Такое поглощение происходит благодаря линейной трансформации поперечных электромагнитных волн в продольные плазменные. При наклонном падении в р-геометрии (т.е. при поляризации волны в плоскости падения) всегда имеется продольная (вдоль градиента концентрации) компонента электрического поля световой волны (рис. 2.7). На определенной глубине, где концентрация плазмы близка к критической для падающего электромагнитного поля, происходит резонансное преобразование энергии лазерного излучения в энергию сильно затухающих собственных плазменных колебаний. [c.84]

Итак, имеем свободное продольное колебание электронного газа (см. рис. 8.3), частота которого равна плазменной частоте, определенной ранее как граница пропускания (8.10) поперечных электромагнитных волн ). [c.286]

Длина этой волны бесконечно велика. Физическая картина колебаний такова. Сместим все электроны в одном направлении на фиксированное небольшое расстояние. Тогда в плазме возникает макроскопическое электрическое поле вдоль этого же направления, стремящееся возвратить электроны в исходное положение. Колебания электронов под действием такого поля и представляют собой плазменные колебания. Так как направление, в котором происходят этн колебания, совпадает с направлением вектора электрического поля колебания, то они являются продольными колебаниями. [c.53]

В случае продольных волн зависимость о от k определяется из условия равенства нулю диэлектрической проницаемости плазмы е((о, /г)=0. Мы определяли зависимость to от в двух предыдущих параграфах на примерах плазменных и ионно-звуковых волн. [c.59]

Таким образом, в рассматриваемой системе происходит трансформация волн быстрые плазмоны испускают медленные упругие волны с частотой Юр. Поперечное волновое число упругой волны q = Юр/s много больше продольного волнового числа р, так что упругие волны излучаются почти нормально к поверхности. В работе [159] рассчитана амплитуда колебаний кристаллической решетки при заданном стороннем электрическом поле на поверхности кристалла, возбуждающем плазменные колебания. Такая постановка соответствует схеме эксперимента, осуществленного в [156]. [c.160]

Учет пространственной дисперсии совершенно необходим при рассмотрении продольных волн (достаточно напомнить, что при пренебрежении пространственной дисперсией групповая скорость продольных волн равна нулю [6]) ). Продольные волны, которые особенно хорошо известны в случае плазмы (плазменные волны), могут существовать и в кристаллах, хотя в этом случае затухание волн является довольно значительным. С вопросом о продольных (плазменных) волнах в твердом теле связана проблема дискретных потерь энергии при прохождении заряженных частиц через тонкие пленки [5, 7]. Не останавливаясь здесь на этом вопросе, а также на значении пространственной дисперсии и использовании тензора е Дш, к) в физике плазмы [6, 7], в металлооптике [7, 8] и некоторых других областях [7, 9], сосредоточим внимание только на кристаллооптике. [c.16]

После усреднения по статистическому распределению, это выражение должно оказаться не зависящим от г ). Для этого среднее значение < ка к р> должно содержать б-функцию б(к + к ). Имея также в виду продольность плазменных волн, напишем [c.245]

Равновесные МГД-конфигурации могут обладать избытком свободной энергии в виде энергии магн. поля и энергии теплового расширения плазмы. Это т. н. к о н-фигурационный избыток свободной энергии. Высвобождение избытка энергии магн. поля при перестройке конфигурации является источником наиб, быстро развивающейся разновидности МГД Н. п. Примером может служить токовая неустойчивость плазменного шнура, сжатого магн. полем протекающего по нему тока (наблюдается при пинч-эффекте). Наиб, радикальным методом стабилизации конфигураций подобного типа является наложение достаточно сильного продольного магн. поля Дц > Д(рХ /2лг, где Яф — магн. поле собств. тока г — радиус плазменного шнура, — продольная длина волны возмущения. Высвобождение конфигурац. избытка энергии при тепловом расширении плазмы связано с желобковой неустойчивостью, к-рая представляет собой возмущения в виде вытянутых вдоль силовых линий магн. поля языков, расширяющихся поперёк силовых линий в сторону ослабевающего магн. поля. Возмущения подобного типа приобретают характер перестановок целых элементарных силовых трубок магн. поля, заполненных плаз-мбй. Желобковая Н. п. является МГД-аналогом конвективной неустойчивости в обычной гидродинамике. [c.346]

Вывод обобщенного кинетического уравнения для волн, приводящий к учету спонтанного излучения, был дан для случая продольных плазменных колебаний в работе автора [9]. В этой работе, так же как и в работе Матсуда и Ростокера [10), обобщенное кинетическое уравнение для волн было получено с помощью развития метода корреляционных фушщий Боголюбова [11, 12]. Целый ряд приложений обобщенного кинетического уравнения поля дан, например, в работах [13—26]. [c.323]

Следовательно, в этом случае возможно существование продольных электрических или плазменных волн. Однако, если не учитывать пространственную дисперсию, то дисперсионное уравнение 8 ((о) = О определяет лишь одну частоту (Ор = )/inNe /m, и мы получаем не волновой, а колебательный процесс. При учете пространственной дисперсии частота становится функцией волнового вектора, и групповая скорость продольных волн отлична от нуля. Пространственная дисперсия не существенна в том случае, когда поле мало изменяется на расстоянии, на котором в среде формируется отклик среды на поле Е, т. е. поляризация среды. Если учитывать тепловое движение в плазме, то за время т = 2я/(о электрон, движущийся со средней тепловой скоростью v = проходит расстояние l = xYk Tlm- Пространственной дисперсией можно пренебречь, если I X или [c.73]

В. А. Барвинок и Г. М. Козлов определяли коэффициент Пуассона плазменных покрытий звуковым методом, путем возбуждения в образце стоячей волны первого тона [89]. Этот динамический способ выгодно отличается от статических испытаний, так как усиление переменного сигнала от тензорезисторов не составляет особых затруднений. В основе метода лежит особенность деформации стержня постоянного поперечного сечения при возбуждении в нем стоячей волны первого тона. Периодические продольные деформации растяжения я сжатия с частотой собственных колебаний стержня вызывают поперечные сокращения слоев материала, величина которых зависит от коэффициента Пуассона. Эти деформации измеряются тензорезисто-рами типа 2ФКПА с базой 5 мм и сопротивлением 200 Ом, которые наклеиваются на образец прямоугольного сечения. Схема для измерения коэффициента Пуассона состоит из двух мостов Уитстона, один из которых служит для определения продольной деформации, другой — для измерения поперечной деформации. Коэффициент Пуассона находится по формуле [c.53]

В. в п. в отсутствие магнитного поля. В отсутствие внешних электрич. и магн. полей ( 0 = 0, Яа=0) в изотропной холодной плазме существуют две моды собств. колебаний продольные и поперечные волны. (Диэлектрич, проницаемость плазмы е в отсутствие внеш. полей является скаляром.) Причиной продольных колебаний (J f ), наз. ленгмюров-с к и м и (плазменными колебаниями или волнами пространственного заряда), является электрич, иоле, вызываемое разделением зарядов. Частота этих колебаний не зависит от длины волны, т, е. нет дисперсии этих волн, и равна ленгмюровской частоте 1лектронов lXl = a) ,(,= Здесь п — плотность равновесной [c.328]

Волновые ускорители. 8то направление является развитием предложения о плазменных волноводах. В электронном пучке, распространяющемся в вакууме и удерживаемом продольным магн. полем возбуждается и используется для ускорения ионов волна пространств, заряда с отрицат. эиергией, т, е. волна, для к-рой характерно увеличение амплитуды ускоряющего иоиы поля по мере затраты энергии на ускорение попов (рис. 2). Проведопы два демонстрац. эксперимента, показавшие возможность возбуждения и управления такой волной. В экспериментах исноль- [c.412]

Помимо хаотич. теплового движения частицы П. могут участвовать в упорядоченных коллективны.х процессах, из к-рых наиб, характерны продольные колебания пространствейного заряда — ленгмюровские волны. Их угл. частота сОр = лпе /т наз. плазменной частотой (сит— заряд и масса электрона). Многочисленность и разнообраэие коллективных процессов, отличающие плазму от нейтрального газа, обусловлены дальностью кулоновского взаимодействия, благодаря чему П. можно рассматривать как упругую среду, в к-рой легко возбуждаются и распространяются разл. шумы, колебания и волны. Наличие собств. колебаний и волн — Характерное свойство П. [c.595]

Дисперсия плазменных колебаний обусловлена давлением сжимаемой электронной жидкости, возникающим вследствие хаотич. движения электронов (мера К-рого — фермиевская скорость Ир = рр т). Дисперсия плазменных колебаний демонстрирует их волновой характер в плазме распространяются продольные волны, групповая скорость к-рых линейно растёт с ростом д. В экспериментах проявляется не учитываемая моделью желе зависимость Юр от направления д, существенная при больших д. [c.601]

ПЛАЗМЕННАЯ ЧАСТОТА — частота ленгмюровских колебаний, называемых также плазменными колебаниями и продольными (к II Е) колебаниями пространственного заряда Юр = У4лпе /т , п — плотность, е и — заряд и масса электрона, к — волновой вектор, Е — электрич. поле, вызываемое разделением зарядов. В холодной плазме (Tg = Ti) ленгмюровские колебания не обладают дисперсией, т. в. П. ч. Шр не зависит от длины волны. Подробнее см, в ст. Волны в плазме. ПЛАЗМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА — раздел физики плазмы, изучающий коллективные взаимодействия плотных потоков (пучков) заряж. частиц с плазмой и газом, приводящие к возбуждению в системе линейных и нелинейных эл.-магн. вола и колебаний, и использование эффектов такого взаимодействия. Прикладные задачи, к-рые ставит и решает П. э., определяют её осн, разделы плазменная СВЧ-электроника, изучающая возбуждение в плазме интенсивного когерентного эл.-магн. излучения, начиная от радио-и вплоть до оптич. диапазона длин вола плазменные ускорители, осн. на явлении коллективного ускорения тяжёлых заряж. частиц электронными пучками и волнами в плазме плазменно-пучковый разряд, основанный на коллективном механизме взаимодействия плотных п.уч-кон заряж. частиц с газом турбулентный нагрев плазмы плотными пучками заряж. частиц и коллективные процессы при транспортировке и фокусировке пучков в проблеме УТС (см. Ионный термоядерный синтез) неравновесная плазмохимия, изучающая процессы образования возбуждённых молекул, атомов и ионов при коллективном взаимодействии пучков заряж. частиц с газом и плазмой. [c.606]

Отличия и достоинства П. э. Подобно вакуумной и квантовой электронике П. э. основана на явлении индуцированного (вынужденного) излучения и поглощения эл.-магн. волн заряж. частицами в плазме. Но если вакуумная электроника рассматривает излучение потоков заряж. частиц, движущихся в электродинамич. структурах — металлич, либо диэлектрич. волноводах и резонаторах, то П. э. исследует излучение потоков заряж. частиц, движущихся в плазме, в плазменных волноводах и резонаторах (см. Волновод плазменный). Частота эл.-магн. излучения в вакуумной электронике определяется конечными геом. размерами волноводов и резонаторов, а в квантовой электронике — дискретностью энергетич. уровней излучателей (возбуждённых атомов и молекул) поэтому генераторы когерентного эл.-магн. излучения в вакуумной и в квантовой электронике узкополосны, менять их частоту плавно практически невозможно. В плазменных приборах частота зависит не только от геом. размеров волноводов и резонаторов, но и от п.чотности плазмы, поэтому излучатели в П. э. многомодовые меняя плотность плазмы, можно менять частоты в широком интервале.В этом заключается одно из существ, отличий и преимуществ П. э. Так, напр., частота продольных ленгмюровских колебаний холодной изотропной плаз.мы (в систе.ме ед. СС8Е) Шр = (3-10 Нр) / С", где Пр — плотность плазмы. При изменении реально используе.мой плотности плазмы в пределах (10 °—Ю ) см" можно возбуждать волны длиной X (10" —10 ) см, что перекрывает всю полосу СВЧ от субмиллиметрового и до дециметрового диапазона. При наложении на плазму внеш. магн. поля диапазон частот собств. мод эл.-магн. колебаний плазмы расширяется. [c.607]

Пучковая неустойчивость в релятивистских Пучках, Инкремент П. н., возбуждаемой релятивистским пучком, меньше из-за релятивистского возрастания продольной и поиеречной масс электронов пучка (см. Пла -менная электроника). Однако инкремент не является единств, характеристикой эффективности плазменно-пучкового взаимодействия. Важны доля энергии пучка, передаваемой им на возбуждение волн, макс, амплитуда этих волн, а также время передачи энергии плазме, т. е. время хюлаксации пучка. Особенностью взаимодействия релятивистского пучка с плазмой является то, что обратное влияние возбуждаемых пучком волн, даже при значит, энергетич. разбросе, не приводит к большому разбросу по скоростям, поэтому взаимодействие продолжается дольше и доля энергии, передаваемая пучком плазме, значительно больше, чен в нерелятивистском случае ( 0,.35 энергии пучка). Максимально достижимая напряжённость электрич. поля также значительно больше, чем в нерелятивистском случае. [c.184]

Кроме использования геом. свойств магн. поля для С. н. п. широко применяются активные методы воздействия на плазму. К ним относятся 1) поддержание благоприятных для устойчивости плазмы профилей тока, темп-ры, давления с помощью локального подогрева плазмы, напр. при резонансном поглощении ВЧ-волн, путём локальной генерации тока СВЧ-методами, поддува газа на край плазмы, инжекция крупинок вещества, из к-рого создаётся плазма, в центр плазменного шнура и т. п. 2) подавление неустойчивостей системой автоматич. управления (метод обратных связей) 3) управление ф-цией распределения заряж. частиц по скоростям, напр. варьированием ВЧ-мето-дов нагрева, при к-рых эвергвя вкладывается преим. в продольную или поперечную степень свободы частиц, [c.657]

Рассмотрим теперь процесс раскачки продольных (по отношению к оси z) плазменных колебаний лазерной волной. Очевидно, в неоднородной плазме имеется непрерьгоный спектр собственных колебаний op(z). Каждой частоте jp отвечают колебания тонкого слоя, перпендикулярного оси z и имеющего соответствующую плотность Ng z) = тсоp z)I (Атге ), Разумеется, симметрия задачи задает и направление колебаний в слоях вдоль оси Z. Чтобы электромагнитная волна, приходящая в плазму извне, могла раскачать эти колебания, она должна иметь составляющую вектора напря- [c.85]

Все полученные выше результаты относились к плазменным продольным волнам. Обратимся теперь к плазменным поперечным волнам. Уравнение Максвелла (11у0=0, где В — электрическое смещение, в случае поперечного поля удовлетворяется за счет перпендикулярности векторов О н к, а ие за счет условия е(о))=0. Закон дисперсии поперечных волн имеет хорощо известный вид и= Сп, где с —скорость волн (света) в среде, связанная со скоростью света в вакууме с соотношением сп =с /е. Здесь е — диэлектрическая проницаемость плазмы. Выше мы уже говорили об этом (см. (3.21)). [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...