空間等離子體相對(duì)論分布函數(shù)能譜特征及產(chǎn)生的哨聲波不穩(wěn)定性.pdf

1、等離子體中廣泛地存在著粒子與電磁場(chǎng)耦合的各種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，這形成等離子體中的各種波動(dòng)現(xiàn)象。在理想的熱平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)的各類(lèi)粒子的速度分布均為麥克斯韋分布，所有種類(lèi)粒子都具有相同的溫度，此時(shí)等離子體的波是非增長(zhǎng)型的;但在非理想狀態(tài)下，某些波可能隨時(shí)間增長(zhǎng)。以往研究這種不穩(wěn)定性的熱電子分布多采用非相對(duì)論Kappa分布函數(shù)或雙麥克斯韋分布函數(shù)，而觀測(cè)資料表明地球磁層中高能粒子都偏離麥克斯韋分布。
　　基于線性理論，利用最新構(gòu)造的相對(duì)論條件下

2、的Kappa-type分布函數(shù)和非相對(duì)論條件下的Kappa分布函數(shù)，分析了分布函數(shù)下波的增長(zhǎng)率、各向異性、共振電子數(shù)和能譜在不同參數(shù)條件下的特性，并對(duì)兩種分布函數(shù)條件下地球磁層中由熱電子各向異性激發(fā)的場(chǎng)向傳播的哨聲波不穩(wěn)定性進(jìn)行了對(duì)比。
　　模擬結(jié)果表明，在能量較高的相對(duì)論條件下Kappa-type分布函數(shù)更為合理;各向異性的電子激發(fā)地球磁層中的等離子體哨聲波的不穩(wěn)定性;相比于非相對(duì)論條件下Kappa分布函數(shù)相比，在能量較高(Me

3、V)的區(qū)域，相對(duì)論條件下Kappa-type分布函數(shù)對(duì)應(yīng)的哨聲波的增長(zhǎng)率較小，與觀測(cè)結(jié)果更為符合;在幾百個(gè)keV較高能量范圍內(nèi)，兩者結(jié)果相近，哨聲波的增長(zhǎng)率達(dá)到最高.隨著整體各向異性增加，增長(zhǎng)率常常隨著損失錐參數(shù)l的增加而增加。在能量約為1.0 MeV時(shí)，由于相對(duì)論效應(yīng)使得共振各向異性和熱電子數(shù)降低，Kappa-type分布函數(shù)對(duì)應(yīng)的的波增長(zhǎng)率及上限截止頻率均隨著l的增大而減小;對(duì)于Kappa分布函數(shù)，隨著l的增加，共振各向異性增加，導(dǎo)