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等离子体电磁散射的多物理场研究

2014-03-13逯贵祯洪楚雨

关键词:有限元研究

逯贵祯,洪楚雨

(中国传媒大学 信息工程学院,北京 100024)

1 引言

等离子体是一种物质的存在形式,就像固体、液体和气体一样。物理学上对等离子体的定义是,由大量带电粒子组成的气态物质。与固体、液体和气体不一样,等离子体是由电子、离子和中性原子的混合物组成的。这些带电粒子可以自由移动并相互作用。因此,等离子体的性质明显地区别于其它三种物质形态,具有特有的行为和规律。

等离子体振荡是一种集体运动模式,由于电子的等离子频率远大于离子的等离子频率,所以通常用电子等离子频率作为等离子体的振荡频率。在电磁波的等离子散射研究中,当电磁波的频率远大于等离子频率时,等效介电常数可以近似为1,此时等离子体对电磁散射的影响很小。然而当电磁波的频率接近或小于离子频率时,介电常数就会接近于零或是负值,对电磁散射的影响就会比较大。同时,电子与离子的碰撞频率会对电磁波的传输产生损耗,由于这些影响的存在,等离子的介电常数有一个和碰撞频率有关的虚数部分。等离子体的性质和许多因素有关,这些因素包括速度场、温度场、分子之间的化学反应性质。

高速飞行物体的等离子鞘,是飞行器在大气飞行过程中,由于激波压缩和摩擦加热所产生的高温电离气体层。它与高速飞行器的通讯、制导、遥测、引爆以及电子对抗等问题有着密切的关联。例如,等离子鞘会使飞行器上电磁天线系统的工作受到重大干扰,甚至会使通讯完全中断。……

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