میرائی امواج آلفون در پلاسما های غباری
چکیده
امواج آلفون نقش بسزایی در پلاسماهای آزمایشگاهی و فضایی دارند، موج آلفون به دو مد سریع یا فشرده و مد کند یا آلفونی طبقه بندی می شود، مد کند نیز در دو حالت مختلف مورد بررسی قرار می گیرد: موج آلفونی جنبشی (kinetic alfven waves) و موج آلفونی لخت (inertial alfven waves). امواج آلفون جنبشی امواجی منحصربه فرد در پلاسما می باشند که در راستای میدان خارجی مغناطیسی منتشر می شوند. پلاسمای دو مولفه ای یک حالت ایده ال از پلاسماست، در پلاسماهای فضایی و آزمایشگاهی همواره ذراتی به عنوان مولفه سوم در پلاسما وجود دارند که در حالت کلی به عنوان غبار از آنها نام می بریم و این نوع پلاسما را پلاسمای غباری نام گذاری می کنیم. در این پایان نامه پلاسمای غباری و مشخصات مهم آن، از قبیل حفاظ دبای، غلاف الکترواستاتیکی، فرایند های باردار شدن ذرات غبار و افت و خیز زمانی بار ذرات غبار در پلاسمای غباری را بررسی می کنیم، سپس فیزیک امواج آلفون را توضیح داده و بعد از طبقه بندی امواج آلفون و بیان مشخصات آن، نظریه جنبشی پلاسما و مکانیسم میرایی بدون برخورد (میرایی لاندائو) را مورد بررسی قرار داده ایم. برای مطالعه امواج آلفون جنبشی از نظریه جنبشی پلاسما و معادله ولاسف استفاده می کنیم. از تابع توزیع ماکسول برای ذرات پلاسما و همچنین غبار استفاده می کنیم و تحولات تابع توزیع اختلالی را در پلاسمای مغناطیده را محاسبه می کنیم. مولفه های تانسور دی الکتریک را که همان معادله پاشندگی امواج در محیط های مختلف می توانند باشند، برای حالت انتشار موازی با میدان و امواج با فرکانس کم (فرکانس های کمتر از فرکانس سیکلوترونی یون ها) بدست می آوریم. در نهایت با ترکیب دو معادله پواسن و قانون آمپر(در راستای میدان مغناطیسی خارجی) و محاسبه تک تک جملات اختلالی و غیر اختلالی معادله بعد از خطی سازی جملات، تابع پاشندگی موج آلفون جنبشی در پلاسمای غباری بدست می آید. تابع پاشندگی بدست آمده از دو جمله حقیقی و موهومی تشکیل می شود که جمله موهومی بیانگر میرایی موج می باشد، آهنگ میرایی را برای دو حالت پلاسمای غباری در شرایط آزمایشگاه و پلاسمای غباری فضایی بدست آورده و نمودار جمله میرایی و آهنگ میرایی را برای نسبت دمایی رسم می کنیم و عوامل موثر در میرایی برای انتشار موج آلفون جنبشی در پلاسمای غباری تحت شرایط آزمایشگاه و پلاسمای غباری فضایی را از قبیل دمای الکترونی، چگالی و بار ذرات غبار، طول موج و همچنین تأثیر که نشان دهنده اهمیت پلاسمای غباری است، مورد بررسی قرار می دهیم.