Lennard-Jones勢對塵埃聲波和金斯不穩(wěn)定性的影響.pdf

1、塵埃等離子體由于其豐富的物理現(xiàn)象及其可在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行動(dòng)理學(xué)水平上的觀測，已成為等離子體物理學(xué)的一個(gè)重要分支。然而對塵埃等離子體研究中大多將塵埃的屏蔽勢看作是德拜勢，這使得無法解釋塵埃等離子體中一些特有的物理現(xiàn)象，如塵埃聲波的截止、針尖的雙鞘層結(jié)構(gòu)等。因此，如何對現(xiàn)有的理論模型進(jìn)行修正以解釋這些特殊的物理現(xiàn)象成為研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　近年來Lennard-Jones勢（也稱L-J勢或6-12勢）在塵埃等離子體中的發(fā)現(xiàn)，為上述問題

2、的解決提供了重要線索。L-J勢是Lennard-Jones在1924年為描述中性原子或分子而提出的一種近似數(shù)學(xué)模型，其在固體物理中的研究與應(yīng)用已有很好的發(fā)展，但其在塵埃等離子體背景中的研究仍有待完善。
　　本文基于等離子體動(dòng)理論和數(shù)值計(jì)算方法，研究了塵埃等離子體中L-J勢的特性及L-J勢對塵埃聲波和金斯不穩(wěn)定性的影響，主要的研究結(jié)果有：
　　1)通過將L-J勢與塵埃自引力勢兩者對塵埃聲波和金斯不穩(wěn)定性的影響進(jìn)行對比，表明L-

3、J勢既具德拜勢的特征也具有自引力勢的特性；
　　2)L-J勢的引入會(huì)對塵埃聲波產(chǎn)生一種截止作用，這與Morfill團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致；
　　3)L-J勢的引入會(huì)在塵埃等離子體中產(chǎn)生一種新的純增長不穩(wěn)定性，其與自引力系統(tǒng)中的金斯不穩(wěn)定性類似，均由于塵埃粒子之間的吸引作用和排斥作用不平衡而導(dǎo)致，但在長波段，兩者的增長率有明顯區(qū)別；
　　4)將L-J勢與非熱分布的粒子對比時(shí)發(fā)現(xiàn)：L-J對塵埃聲波所產(chǎn)生的截止作用及其在等離子體