Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian,Behrouz Mirza
سیدظفراله کلانتری (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما) بهروز میرزا (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Sharifi Khoshouei
مریم شریفی خشوئی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Electrostatic waves in a nonextensive magnetized plasma
In this thesis the parallel and perpendicular propagation of electrostatic waves in a magnetized plasma is investigated in the context of nonextensive q-distribution of Tsallis statistics. Logically, the properties of the electrostatic waves in a nonextensive plasma are significantly modified in comparison with that of discussed in the Maxwellian plasmas, because of the system under consideration is essentially a plasma system in a nonequilibrium stationary state with inhomogeneous temperature. For the parallel propagation the generalized dispersion relations and Landau damping of electron plasma waves and ion acoustic waves are expressed as functions of q-parameter, which quantifies the degree of nonextensivity of the system. It is shown that by decreasing the nonextensivity index q which corresponds to a plasma with excess superthermal particles, the frequency, phase velocity and group velocity of electron plasma waves and also ion acoustic waves increase. In particular, the increased numbers of superthermal particles and law velocity particles can respectively explain the strengthened and weakened modes of Landau damping for electron plasma and ion acoustic waves. Furthermore, stimulated Raman scattering in a nonextensive plasma is analytically and numerically studied and generalized wavenumbers and growth rates in both backward and forward scattering are derived in terms of q-parameter. For perpendicular propagation the dispersion relation of Bernestein waves is derived in nonextensive plasmas. It is shown that the generalized dispersion relation significantly depends on the q-parameter. The reduced number of superthermal particles shifts the Bernstein wave curves to higher wavenumbers. For harmonics whose frequency lies above the upper hybrid frequency, an increase in the value of q increases the maximum frequency and the wavenumber at which the group velocity vanishes. For Bernstein waves which propagate at frequencies lower than the upper hybrid frequency or close to it, diminishing q, or increasing the number of superthermal particles, gives rise to faster frequency falloff. The generalized electron Bernstein waves are studied in both the strongly and weakly magnetized regimes and for both small and large wavenumbers compared with the Larmor radius. It is found that for the weak magnetic field, the frequency range occupied by the mode spans the complete intraharmonic frequency, and the q value significantly affects the dispersion curves. On the other hand, in strongly magnetized regimes the frequency variation domain is extremely restricted and has little dependence on the q value.
در این رساله انتشار امواج الکتروستاتیک در راستای موازی و عمود بر میدان مغناطیسی در پلاسمایی که از آمار نافزونور سالیس تبعیت می کند بررسی شده است. چون سیستم مورد مطالعه پلاسمایی است با دمایی غیرهمگن که در حالت تعادل آماری قرار ندارد رفتار امواج الکتروستاتیک در مقایسه با پلاسماهای ماکسولی به طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. برای انتشار در جهت موازی با میدان مغناطیسی روابط پاشندگی و آهنگ میرایی موج صوتی یونی به صورت تابعی از پارامتر q که درج? نافزونوری سیستم را تعیین می‌کند، استخراج شده است و رفتار موج پلاسما الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است. با کاهش مقدار q که متناظر با افزایش تعداد ذرات فوق حرارتی در سیستم است، فرکانس، سرعت فاز و سرعت گروه امواج پلاسما الکترونی و صوتی یونی افزایش می‌یابد. افزایش تعداد ذرات فوق حرارتی و ذراتی با سرعت پایین می‌تواند علت شدت و ضعف میرایی این امواج در سیستم را توضیح دهد. پراکندگی رامان تحریکی نیز به صورت تحلیلی و عددی در پلاسمای نافزونور مورد مطالعه قرار گرفته است. اعدادموج تعمیم‌یافته و آهنگ رشد پراکندگی‌های رامان پیشرو و پسرو بر حسب پارامتر q استخراج شده است. نتایج نشان می‌دهد تکامل زمانی پراکندگی رامان به شدت تحت تاثیر تعداد ذرات فوق حرارتی و ذراتی با سرعت پایین در سیستم قرار دارد. برای انتشاردرجهت عمود بر میدان مغناطیسی رابط? پاشندگی امواج برنشتاین درچارچوب آمار نافزونور استخراج شده است. رابط? پاشندگی تعمیم‌یافت? امواج برنشتاین وابستگی قابل ملاحظه‌ای به پارامتر q دارد به طوری که کاهش تعداد ذرات فوق حرارتی منحنی‌های پاشندگی را به سمت طول‌موج‌های بزرگتر سوق می‌دهد. برای هماهنگ‌هایی که فرکانس آن‌ها بیشتر از فرکانس دورگ? بالاست افزایش مقدار q فرکانس بیشینه و عددموج متناظر با آن را افزایش می‌دهد. برای مدهایی که با فرکانسی کمتر از فرکانس دورگ? بالا منتشر می‌شوند کاهش مقدار q یا افزایش تعداد ذرات فوق حرارتی باعث افت سریع‌تر فرکانس می‌شود. امواج برنشتاین الکترونی تعمیم‌یافته در رژیم‌هایی با میدان مغناطیسی بسیار قوی و بسیار ضعیف نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهد در میدان مغناطیسی ضعیف گستره تغییرات فرکانس هم? فضای بین دو هماهنگ متوالی را در برمی‌گیرد و پارامتر q تاثیر بسزایی در منحنی های پاشندگی دارد. از سوی دیگر در میدان‌های مغناطیسی قوی گستر? تغییرات فرکانسبه شدت محدود می شود و پارامتر q تاثیر چندانی در مقدار فرکانس ندارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی