尘埃等离子体晶格波

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要尘埃等离子体物理是近十年来等离子体学科中一个重要的分支领域。带电尘埃广泛存在于空间等离子体，实验室聚变装置及等离子体辅助加工设备中。其基本成分除了电子和离子外，还包括通常带负电的尘埃微粒。对其间传播的静电波的研究已成为一个熟点问题。随着尘埃等离子体晶格在实验室中的实现，尘埃等离子体研究开辟了～个全新的领域。它属于强耦合系统。由于它在实验室中操作简单，易于观察，所以为研究相变以及固体的一些性质提供了～个非常好的“宏观”模型。尘埃等离子体晶格中的格点波是典型的静电波。尘埃等离子体中静电波的研究可以得

2、到等离子体的一些关键参数，已成为等离子体诊断的一个重要手段。本文将对尘埃等离子体晶格波进行系统的研究。酋先，我们对尘埃等离子体及尘埃等离子体晶格做一概述，包括它们的概念，存在，研究方法以及研究近况。然后，根据现实中一维晶格和多维晶格的结构，我们建立了二维晶格面的模型，并在此模型中探讨尾流效应及垂直方向力对晶格波的影响。我们分析了尘埃粒子的受力，在考虑了鞘层电场，尾流效应以及尘埃重力的前提下对粒子的运动方程进行推导，得出更普适的色散关系表达式。接着，我们通过修改某些参数我们把色散关系转换成各种需要的形式，以适应不同的研究条件

3、。具体来说，我们分别在一维模型和二维模型下，得到l，考虑尾流效应及垂直方向力；2，忽略尾流效应；3，忽略垂直方向力：忽略尾流效应及垂直方向力四种情况下的色散关系表达式。利用计算机模拟做出图象，对不同情况下的二维品格波色散关系进行了对比讨论。最后对本文的工作做一简单的总结，并展望将来进一步的工作。关键词：尘埃等离子体；尘埃等离子体晶格；尾流效应；色散关系尘埃等离子体晶格波LatticeWavesinDustyPlasmaskbstractDuringthepastdecade，thephysicsofdustyplasmas

4、havedevelopedintoanimportantbranchofplasmascience．Chargeddustsexistwidelyinspaceplasma．1aboratoryfusiondevicesandplasmaassistantprocessingequipmem．Dustyplasmasconsistofelectrons，ionsandusuallynegativelychargeddustymicro-particles．Thestudyonelectrostaticwavespromul

5、gatingindustyplasmashasbecomeafocalproblem．Laboratoryobservationsofdustyplasmacrystalshaveopenedanewresearchareaindustyplasmaphysics．Adustyplasmacrystalisastronglycoupledsystem．Itisthenaperfectmodelforsmdyingphasetransitionandimportantpropertiesofsolidstatematters

6、inamacroscopiclevel，duetothatfactthatitCanbecontrolledconvenientlyandobservedeasilyandmacroscopicallyinexperiments．Latticewavesinthedustyplasmaerystalsaretypicalelectrostaticmodes．ManykeyplasmaparametersCallbeobtainedinstudyingontheelectrostaticdustyplasmawaves．Th

7、ereforetheelectrostaticwavestudyhasbecomeaveryimportantdiagnosticmethodfordustyplasmas．Thelatticewavesindustyplasmashavebeensystematicallystudiedinthisthesis．Firstly,wemakeasummaryofdustyplasnlasanddustyplasmalattices，includingtheirconcepts，e妇stence，studymethodsan

8、drecentstudysituations．Then．weestablishatwo—dimensionallattieeplanemedelaccordingtothestructuresofone-dimensionalandmulti·dimensionallattiee．Andwetalkab