اندرکنش امواج آلفون با باریکه الکترونی در پلاسمای فضایی
نام نخستين پديدآور
سمانه فتحی زاده
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
فیزیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
۱۳۹۹
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۹ص.
مواد همراه اثر
سی دی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
فیزیک گرایش پلاسما
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۱۱/۲۰
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
با توجه به ماهیت امواج آلفون، تحریک و انتشار این امواج در پلاسماهای مغناطیده مخصوصا پلاسمای فضایی پدیده ای کاملا عادی است. این امواج عرضی مغناطو هیدرودینامیکی فرکانس پایین، در مقایسه با فرکانس نوسانات پلاسمایی، در امتداد میدان مغناطیسی منتشر می شوند و همراه با نوسانات فضایی و زمانی میدان های مغناطیسی و الکتریکی هستند. وجود این امواج در محیط پلاسمای مغناطیده خورشیدی رصد شده است. از طرفی، سازوکارهای مختلف پلاسمایی منجر به ایجاد باریکه الکترونی پر انرژی در ناحیه تاج خورشیدی می شود که اندرکنش باریکه الکترونی با پلاسمای محیط می تواند منجر به تولید امواج الکترومغناطیسی مخصوصا در طیف رادیویی گردد. از این رو برای مطالعه این اندرکنش موج-ذره، مشخص بودن تابع توزیع باریکه الکترونی ضروری است. اندرکنش امواج آلفون با باریکه الکترونی می تواند تابع توزیع باریکه الکترونی را تحت تاثیر قرار دهد. لذا در این پایان نامه، این اندرکنش با استفاده از شبیه سازی دو بعدی ذره در سلول مورد مطالعه قرار گرفته است. در این شبیه سازی، اندرکنش در سه حالت امواج آلفون تک طول موجی، امواج آلفون چند طول موجی با دامنه های یکسان و امواج آلفون چند طول موجی با دامنه های غیر یکسان مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای مورد استفاده برای پلاسما و میدان مغناطیسی منطبق با شرایط ناحیه تاج خورشیدی است. طبق نتایج بدست آمده، در همه حالت ها، این اندرکنش، در مدت زمان بسیار کوتاه و سریع باعث رشد مولفه های مختلف میدان های الکتریکی و مغناطیسی شده و منحنی های فضای فاز ذرات باریکه (مکان-تکانه) از لحاظ شکل و مقادیر تغییر اساسی پیدا می کنند. این باعث تغییر تابع توزیع باریکه الکترونی (که از لحاظ دمایی ماکسولی است) می شود. با رشد بیشتر دامنه های اختلالی میدان ها، سیستم وارد فاز غیر خطی می شود و تابع توزیع از شکل اولیه به مراتب متفاوت تر می شود. این نتایج نشان می دهد که تغییر تابع توزیع باریکه الکترونی در اندرکنش با امواج آلفون بسیار قابل ملاحظه و مهم است
متن يادداشت
Considering the nature of Alfven waves, the excitation and propagation of these waves in magnetized plasmas, in particular, in space plasmas is a completely usual phenomenon. These low- frequency (compared to plasma frequency) transvers magnetohydrodynamic waves propagate along magnetic field lines and are accompanied with spatial and temporal oscillations of electric and magnetic fields. The existence of these waves has been observed in the solar magnetized plasma. On the other hand, different mechanisms lead to the production of energetic electron beam in the solar corona, which the subsequent interaction of electron beam with background plasma results in the generation of electromagnetic waves, especially in the radio spectrum. Therefore, to study this wave-particle interaction, determination of electron beam distribution function is necessary. The interaction of Alfven waves with electron beam can affect on the beam distribution function. Hence, in this thesis, by using 2D particle-in–cell simulation, the interaction has been studied. In this simulation, the interaction has been investigated in three different cases: Single- wavelength Alfven waves; multi-wavelength with similar amplitude Alfven waves and multi-wavelength with non-similar amplitude Alfven waves. All the considered parameters for the plasma and magnetic field are based on the parameters of the solar corona. According to the obtained results, in all cases the interaction, takes place very fast in short time-scales and results in the growth of different components of electric and magnetic fields and therefore the phase-diagrams (space- momentum) of beam particles change significantly in terms of shape and magnitude. As a result, the electron beam distribution function (initially Maxwellian) changes. Following the further growth of the perturbation amplitude of fields, the system transits into the nonlinear phase and the distribution function becomes much different from initial distribution function. These results show that the variation of electron beam distribution function, due to the interaction with Alfven waves is very significant and important.
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Interaction of Alfven waves with an electron beam in space plasma
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )