Вопросы теории возбуждения и дифракции поверхностных волн в плазме

• Автор: Загинайлов, Геннадий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 126 c. : ил

1. ДИФРАКЦИОННЫЙ ВЫВОД ЭНЕРГИИ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЫ
ИЗ ПЛАЗМЕННОГО ВОЛНОВОДА
1.1. Дифракция поверхностной волны на резком скачке плотности слоистого плазменного волновода
1.2. Эффективность трансформации энергии поверхностной волны в излучение. Диаграмма направленности излучения
1.3. Дифракция поверхностной волны на резном скачке плотности цилиндрического волновода
2. ДИСПЕРСИОННЫЕ СВОЙСТВА, ДИФРАКЦИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЕ
ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН, РАСПРОСТРАНЯЮЩИХСЯ НА ГРАНИЦЕ МАГНИТОАКТИВНАЯ ПЛАЗМА-МЕТАЛЛ
2.1. Поверхностные волны, на границе плазма-металл, распространяющиеся вдоль магнитного
поля
2.2. Дифракция поверхностных волн, распространяющихся вдоль границы плазма-металл, поперек магнитного поля
2.3. Некоторые способы возбуждения поверхностных волн, распространяющихся на границе плазма-металл поперек магнитного поля
3. УРОВЕНЬ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН В ПЛАЗМЕ
3.1. Самовоздействие поверхностных волн в элек-

тронной плазме
3.2. Уровень параметрического возбуждения поверхностных волн в электронной плазме
3.3. Уровень параметрического возбуждения поверхностных волн в электрон-ионной плазме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В природе и в лабораторных условиях плазма, как правило, является неоднородной и ограниченной. Ограниченность плазмы становится заметной, когда размеры плазмы сравнимы с длиной распространяющихся в ней волн. Она приводит н нарушению непрерывности спектра волновых чисел и искажению картины полей собственных и вынужденных колебаний, а также к появлению качественно нового типа волнового процесса - поверхностного.
Поверхностные волны в ограниченной плазме были теоретически предсказаны в работах [д,2^ . Спустя некоторое время они были обнаружены экспериментально [з]. В настоящее время интерес к изучению поверхностных волн в плазме обусловлен широкими возможностями их практического применения. Перечислим основные из них.
С возбуждением поверхностных волн может быть овязано повышение уровня резонансного поглощения падающего на плазму электромагнитного излучения [4,5] . Это может быть использовано для эффективного дополнительного нагрева частиц в термоядерном реакторе.
Поверхностные волны являютоя удобными для использования в плазменных уоилителях, генераторах и ускорителях заряженных частиц [2,б] , поскольку легко возбуждаются пучками заряженных частиц [7,8] внешним излучением [9] , а также другими способами [ю]
Плазменные волноводы можно использовать в качестве антенн поверхностных волн [п]. Параметрами таких антенн можно быстро управлять, изменяя плотность зарядов в плазме.
В определенных условиях поверхностные волны могут создавать плазменные каналы, находящиеся в динамическом равновесии с окружающей средой ^12-15]. Такие каналы могут.найти применуля. Впервые это было замечено в работе [39} . Было обнаружено, что на границе плазма-металл могут локализоваться поверхностные волны, распространяющиеся поперек магнитного поля.
дого тела. Ниже будет показано, что на границе плазма-металл могут существовать волны поверхностного типа, распространяющиеся вдоль магнитного поля. В общем случае электромагнитное поле таких волн представляется в виде суммы двух слагаемых, имеющих одинаковую частоту и волновое число вдоль направления распространения , но различающихся волновыми числами вдоль радиуса.
Рассмотрим цилиндрический металлический волновод радиуса Я , заполненный плазмой. Внешнее магнитное поле направ-' лено вдоль оси волновода . Пусть вдоль волновода распространяются аксиально-симметричные возмущения вида А (£
= А (т.}ехр [I (кзЗ-и)^)]. Тогда из уравнений Максвелла для холодной магнитоактивной плазмы получим следующие выражения для компонент электромагнитных полей:
В работе
исследовались свойства этих волн в плазме твер-