Øvre hybrid svingning - Upper hybrid oscillation

I plasmafysikk er en øvre hybridoscillasjon en modus for svingning av magnetisert plasma . Den består av en langsgående bevegelse av elektronene vinkelrett på magnetfeltet med dispersjonsforholdet

${\ displaystyle \ omega ^ {2} = \ omega _ {pe} ^ {2} + \ omega _ {ce} ^ {2} + 3k ^ {2} v _ {\ mathrm {e, th}} ^ {2 }}$ ,

hvor (i cgs-enheter )

${\ displaystyle \ omega _ {pe} = (4 \ pi n_ {e} e ^ {2} / m_ {e}) ^ {1/2}}$

er elektronplasmafrekvens , og

${\ displaystyle \ omega _ {ce} = eB / {m_ {e} c}}$

er elektron syklotronfrekvensen .

Denne svingning er nært knyttet til plasma svingning som finnes i unmagnetized plasma eller parallelt med det magnetiske felt, hvor det ω _pe term oppstår fra den elektrostatiske Coulomb-tilbakestillingskraft og den 3 k ² v _{e, th} oppstår ² sikt fra den tilbakeføringskraft av elektron press. I den øvre hybridoscillasjonen er det en ekstra gjenopprettingskraft på grunn av Lorentz-styrken . Tenk på en plan bølge der alle forstyrrede mengder varierer som eksp ( i ( kx -ω t )). Hvis forskyvningen i forplantningsretningen er δ _x , da

v _x = - i ωδ

f _y = nev _x B _z / c = - i ω ( neB _z / c ) δ

v _y = - f _y / i ω nm = ( eB _z / mc ) δ

f _x = - nev _y B _z / c = - ( nm ) ( eB _z / mc ) ²δ

a _x = -ω _ce ²δ

Dermed gir det vinkelrette magnetfeltet effektivt en harmonisk gjenopprettingskraft med en frekvens ω _ce , som forklarer den tredje termen i dispersjonsforholdet. Partikkelbanene (eller væskebanene) er ellipser i planet vinkelrett på magnetfeltet, langstrakt i forplantningsretningen.

Frekvensen av svingninger med lang bølgelengde er en "hybrid", eller blanding, av elektronplasma og elektronsyklotronfrekvenser,

ω _h ² = ω _pe ² + ω _ce ²,

og er kjent som den øvre hybridfrekvensen . Det er også en lavere hybridfrekvens og lavere hybrid-svingninger .

For forplantning i vinkler skrå mot magnetfeltet, eksisterer to moduser samtidig. Hvis plasmafrekvensen er høyere enn syklotronfrekvensen, transformeres den øvre hybridoscillasjonen kontinuerlig til plasmasvingningen. Frekvensen til den andre modusen varierer mellom syklotronfrekvensen og null. Ellers forblir frekvensen av modusen relatert til den øvre hybridoscillasjonen over syklotronfrekvensen, og modusen relatert til plasmasvingningen forblir under plasmafrekvensen. Spesielt er frekvensene gitt av

${\ displaystyle \ omega ^ {2} = (1/2) \ omega _ {h} ^ {2} \, \ left (1 \ pm {\ sqrt {1- \ left ({\ frac {\ cos \ theta) } {\ omega _ {h} ^ {2} / 2 \ omega _ {c} \ omega _ {p}}} \ høyre) ^ {2}}} høyre)}$

Se også

• Plasmasvingning
• Lavere hybrid svingning
• Liste over plasma (fysikk) artikler

Denne plasmafysikkrelaterte artikkelen er en stubbe . Du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den .

• v
• t
• e