دانشکده علوم پایه

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته فیزیک

گرایش اتمی و مولکولی

عنوان:

بررسی گسیل امواج الکترومغناطیسی در پلاسما با استفاده از ویژه مدهای خطی به دام افتاده

استاد راهنما:

دکتر حسن علی­ نژاد

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل 1: تابش در محیط پلاسما 1

1-1 مقدمه. 2

1-2معیارهای پلاسما 2

1-3رهیافت­های نظری 3

1-4تابش پلاسمایی …………………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-5انواع تشعشعات رادیویی  خورشید 5

1-6بررسی تشعشعات ناشی از انفجار­های رادیویی نوع ІІІ 6

1-7مدل­های فیزیکی توصیف گسیل امواج 9

1-7-1 تشعشع در توربولانس ضعیف 10

1-7-2فرایند گسیل در توربولانس قوی 10

فصل 2: آنتن پلاسمائی 13

2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………  14

2-2 آنتن­ پلاسمائی………………………………………………………………………………………………………………………………  15

2-3 مبنای نظری آنتن­ پلاسمائی……………………………………………………………………………………………………….  16

2-3-1چگالی جریان در آنتن پلاسمائی ……………………………………………………………………………………….. 17

2-3-2بردار پوئین­تینگ در آنتن پلاسمائی ………………………………………………………………………………… 19

2-4 تشریح ساختار آنتن­ پلاسمائی……………………………………………………………………………………………………..  20

2-5 آنتن­های پلاسمائیمعمولی………………………………………………………………………………………………………….  21

2-6 آنتن­های پلاسمائیسیلیکونی……………………………………………………………………………………………………..  21

2-7 کاربرد آنتن­های پلاسمائی……………………………………………………………………………………………………….  22

فصل 3: گسیل از ویژه­مدهای جایگزیده در مدل آنتن 23

3-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….  24

3-2 ساختار ویژه­مدهای لانگمیر………………………………………………………………………………………………………….. 24

3-3مکانیزم تابش از ویژه­مدها…………………………………………………………………………………………………………….. 28

3-4توان تشعشعی امواج الکترومغناطیسی در 2…………………………………………………………………………….   31

3-5توان تشعشعی امواج الکترومغناطیسی در ……………………………………………………………………………….   34

فصل 4: جمع بندی  و نتایج 38

4-1بحث ونتایج………………………………………………………………………………………………………………………………….  39

مراجع45

فهرست شکل ها

شکل (1-1) طرحی از انفجار خورشیدی ……………………………………………………………………………………………………….. 4

شکل (1-2) طرحی از گسیل رادیویی انفجارهای خورشیدی نوع ІІІ………………………………………………………… 7

شکل (1-3) تابع توزیع سرعت الکترون قبل ودر طی عبور از باریکه ……………………………………………………………. 9

شکل (2-1) آنتن پلاسمائی…………………………………………………………………………………………………………………………..  15

شکل (2-2) ساختار آنتن پلاسمائی…………………………………………………………………………………………………………….  21

شکل (3-1) شکل موج لانگمیر جایگزیده برای0 …………………………………………………………………………………   26

شکل (3-2) شکل موج لانگمیر جایگزیده برای  2 ………………………………………………………………………………   28

شکل (3-3) ساختار چاه چگالی سهموی…………………………………………………………………………………………………….  31

شکل (4-1) طرحی از تغییرات در 2 برای مقادیر مختلف ………………………………………………….  41

شکل (4-2) طرحی از تغییرات  در 2 برای مقادیر مختلف ………………………………………………..       42

شکل (4-3) طرحی از تغییرات  در 2 برای مقادیر مختلف ……………………………………………………..   42

شکل (4-4) طرحی از تغییرات در 2 برای مقادیر مختلف …………………………………………………….   43

شکل (4-5) طرحی از تغییرات در 2 برای مقادیر مختلف ……………………………………………………   44

فهرست جدول ها

جدول (1-1) انواع انفجارهای رادیویی خورشیدی 6

جدول (3-1) پارامتر­های اندازه­گیری شده در باد خورشیدی.. 27
فهرست نمادها

فرکانس پلاسما……………………………………………………………………………………………………………………………………… ωp

چگالی الکترون ………………………………………………………………………………………………………………………………………. ne

تراوایی مغناطیسی …………………………………………………………………………………………………………………………………. µ

سرعت حرارتی الکترون ………………………………………………………………………………………………………………………… ve

جرم الکترون ………………………………………………………………………………………………………………………………………… me

چگالی بار ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ρ

چگالی جریان……………………………………………………………………………………………………………………………………………. J

سرعت نور…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. c

چکیده

یکی از مهمترین تشعشعاتی که از محیط پلاسما گزارش شده است ، انفجار های رادیویی نوع  است.انفجار های رادیویی نوع ، قوی ترین تشعشعات رادیویی  در سیستم خورشیدی هستند که بر روی زمین ­آشکارسازی  شده­اند.  مکانیزم­های مختلفی برای توصیف این تشعشعات فضایی وجود دارد، از جمله این مکانیزم­­ها، میتوان به برهم کنش غیر خطی موج ­ـ موج (که شامل امواج لانگمیر، یون صوتی و امواج الکترومغناطیسی می­باشد)، مکانیزم تبدیل مد خطی و مکانیزم آنتن اشاره کرد،  فرایندهای موج ـ  موج و تبدیل مد خطی  تبدیل امواج لانگمیر غیرجایگزیده را به تابش الکترومغناطیسی توصیف می­کنند.برای محیطهائی از پلاسما که در آنها بسته­های جایگزیده موج وجود دارند امکان گسیل امواج الکترومغناطیسی را  می­توان مشاهده کرددر این پایان­نامه تشعشع امواج الکترومغناطیسی از ویژه مدهای لانگمیر جایگزیده در پلاسما به وسیله مدل آنتن مطالعه شده است. در این مدل یک سری از امواج لانگمیر با ساختار جایگزیدگی بالا که شدتشان در حدی نیست که پدیده کولاپس اتفاق بیافتد در نظر گرفته شده و ساختار این امواج جایگزیده که به صورت ویژه مدهای همزمان یک چاه چگالی سهموی هستند را بدست آورده و توان تابشی در فرکانس پلاسمایی  و  هارمونیک دوم آنرا  ( 2) محاسبه کرده ایم و با حل عددی رابطه توان گسیلی نشان داده­ایم که توان تشعشعی امواج الکترومغناطیسی به پارامترهای پلاسمایی  و ویژه مدهای جایگزیده وابسته است.

1-1       مقدمه

پلاسما [1]مجموعه­ای از اتم­های خنثی و ذرات بارداربا تعداد مساوی حاملین بار مثبت ومنفی آزاد را شامل می شود. وجود تقریبی تعداد یکسانی از  بار با علامت­های متفاوت در یک عنصر حجمی ضمانت می­کند که پلاسمادر حالت ایستا، شبه خنثی باشد. به طور متوسط جلوۀ خارجی یک پلاسما، خنثی بودن الکتریکی آن است. برای اینکه بتوان ذره­ای راآزاد فرض کرد، می­باید انرژی پتانسیل نوعی آن، ناشی از نزدیکترین همسایه­اش به مراتب کوچکتر از انرژی جنبشی آن باشد.فقط در این صورت است که حرکت ذره مادامی­که برخورد­های مستقیمی رخ ندهند، عملاً از تأثیر ذرات باردار دیگر، واقع در همسایگی خود مصون می ماند. بنابراین یک پلاسمای نوعی، عبارت از یک گاز داغ و به شدت یونیده است. در حالیکه تنها معدودی از پلاسماهای خنثی مانند شعله­ها، یا جرقه­های برق آسمانی را می توان در نزدیکی سطح زمین یافت.انواع مختلفی از پلاسما­ها در کیهان مشاهده می­شوند طوریکه  بیش از 99درصد کل مواد شناخته شده در جهان در حالت پلاسما هستند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.