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《多离子等离子体中斜传播左旋离子回旋电磁波的特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、多离子等离子体中斜传播左旋离子回旋电磁波的特性第7卷第1期2010年3月长沙理工大学(自然科学版)JournalofChangshaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Vo1.7N0.1Mar.2010文章编号:1672—9331(2010)01--0001--06多离子等离子体中斜传播左旋离子回旋电磁波的特性肖伏良,蒋彬(长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410004)摘要:系统研究了多离子等离子中斜传播左旋离子回旋电磁波(EMIC)的特性.针对高,低两种地磁活动(P=1,100),计算了Stix参数D,S的数值,发现
2、了多离子EMIC波色散关系的一个新特点:斜传播的多离子EMIC波在参数D的零点处分开,在He和H波段EMIC波禁止传播的区域随传播角增大而增大.这点与单离子EMIC波显着不同.此结果表明,Stix参数D,S是决定EMIC波色散特性的重要因素.关键词:左旋离子电磁波;色散特性;Stix参数中图分类号:P354文献标识码:APropertiesofobliquelypropagatedelectromagneticioncyclotronwavesinamulti—ionplasmaXIA0Fu—liang,JIANGBin(SchoolofPhysicsandElectronicScie
3、nces,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha410004,China)Abstract:Asystematicstudywaspresentedonthedispersivepropertiesofobliquelypropa—gatedelectromagneticioncyclotron(EMIC)wavesinmulti—ionplasmas.TheStixnotationsD,SforlD一1,100,respectivelycorrespondingtohighandlowgeomagneticactivitie
4、swerecalchlated.EMICwavesseparateatthezeropointofStixnotationD,andthestop—bandsin—creaseaswaveangleincreasinginHe一bandandH一band.Thisisanewresultquitediffer—entfromthatinsingleionplasma,indicatingthatStixnotationsD,SplayimportantroleindispersivepropertiesofobliquelypropagatedEMICwaves.Keywords:el
5、ectromagneticioncyclotronwave;dispersionrelation;Stixnotation磁暴是整个地球磁层发生的持续十几小时到几十小时的剧烈扰动.大磁暴和强磁暴是严重的地球空间灾害天气,其形成机制一直是日地空间物理和空间天气研究的前沿课题.地球环电流是影响近地空间磁暴和空间天气的关键因素.因此,了解和研究环电流在磁暴期间的形成,增强和衰减过程,具有重要的意义.一般认为,环电流的衰减主要是由于发生在环电流离子与中性原子的电荷交换过程以及库伦碰撞过程Ⅲ.但研究发现,波一粒相互作用产生的收稿日期:20O9—12—17基金项目:国家自然科学基金资助项目(408
6、74076)作者简介:肖伏良(1964一),男,湖南沅江人,长沙理工大学湖湘学者特聘教授,博士,主要从事空间等离子体动力学过程的研究.2长沙理工大学(自然科学版)2OlO年3月环电流离子(特别是质子)投掷角扩散过程同样起着重要的作用[5].如:离子回旋电磁波(EMIC)与环电流质子发生共振作用,导致质子投掷角扩散,使环电流快速衰减,时间尺度达到一个小时左右,远远快于电荷交换过程以及库伦碰撞过程伽.观测数据和研究工作均表明:磁暴时辐射带区域EMIC波幅度相应增强[6],产生相应的环电流粒子投掷角扩散及加剧粒子沉降活动,导致环电流衰减.因而研究各种等离子体环境中的EMIC波的色散特性尤其重
7、要.但是,目前系统研究多离子等离子体中的斜传播EMIC波的色散特性的工作较少,这也正是本研究的目的.1物理模型根据等离子体理论,多离子等离子中斜传播的电磁波的普遍色散关系为:.一F————了2PRLLPS)sin2PS+P—S)rsin4PDC—OS03而.(1)(R一.十r(RL一.+..式中:=c1.龟I为波的折射率;0是电磁波沿地球背景磁场的传播角度;"±"号决定电磁波的偏振,下面会详细讨论;P,R,L,S,D是Stix参数,且满足关系:
