1、PDF外文：http:/ _ 这个项目是由中国自然科学基金赞助（ Nos. 10110784, 10110799 与 10175013） 中文 3295 字 在大气条件下在部分电离等离子体层的高频率的电磁波的功率吸收 郭斌，王晓钢 等离子体科学与工程中心的材料改性国家重点实验室，大连理工大学物理系，大连， 116024，中国 摘要 ： 我 们已经研究了在大气条件下 ,电磁波在金属覆盖的的非磁化等离子体层中的 吸收，反射，和传输 ， 而不 是在 前 一次研究中发现的 对等离子体层工作传播电磁波的吸收，用常压等离子体界面和金属表面之间的无
2、限时间 思考出的 等离子体层的吸收的总功率的一般公式 被 首次推导出。等离子体参数的影响，尤其是正离子组分的关系，对功率吸收过程中等离子体的负离子和电子 也被拿来 讨论。结果表明 :负离子的存在大大降低了电磁波的功率吸收 ,电磁波 的 吸收 也被计算出来了 。 关键词 ：电磁波；电磁波与等离子体的相互作用 1 介绍 电 磁波与等离子体的相互作用是等离子体物理学中一个重要问题 12。近年来，电磁波在低温等离子体中的传播的研究吸引了越来越多的关注，因为其具有在大气压力排放中电磁波的吸收的潜在应用 38。维德马 4发现冷碰撞等离子体中产生的氛围压力排放可以作为宽
3、带吸收；拉鲁西等人 5之后又相继研究了在高等离子体的压力 (大气 )中微波的传播； Koretzky 等人 6最后证明了等离子体炬也能有效地吸收微波；刘 7和唐 8等人最近讨论了在均匀 磁化板等离子体模型中雷达波的吸收、反射和透射，这些文章主要集中于电子在吸收、反射和传播的能力上的作用。很容易理解，当一个高频电磁波在部分电离的等离子体中传播时，是等离子体中的电子数量响应波激发高频电子模式，然后这些模式中性气体粒子背景下生成集体电子运动和电子 -中性粒子的碰撞去消散波能量。然而 ,在大气环境中 ,总是存在一大部分氧气分子，由于其高电负性 ,这些氧气分子可以很容易地捕获电子成为负离子。人们已经发现
4、，在大气条件下，带负电荷的离子数量在负电荷中高达 80%，负离子的存在组分可以有力地降低等离子体中的电子数量 并影响电磁波的传播。在本文中，我们关注在垂直入射等离子体均匀板模型中负离子对电磁波的吸收、反射和传输的影响。 本文的结构如下：在第二部分，主要介绍了一个模型和相应的分析公式 ,尤其是_ 这个项目是由中国自然科学基金赞助（ Nos. 10110784, 10110799 与 10175013） 等离子层吸收功率。在第三部分，介绍数值结果给出了一个在大气条件下基于“增大化现实”技术与氧离子等离子体的初步探讨，在第四部分，主要是研究负离子的影响，积极离子的百分比，负离
5、子和电子在不同情况下的变化，最后给出结论。 2 模型和分析 这个模式和之前的工作相似 38，为了将问题简单化，将精力集中于实际过程，我们假定电磁波是一 种垂直入射在等离子板上的平面波，金属的表面覆盖着厚度为 d 的等离子层，比如说铝的表面。而且我们还假设等离子体是冷却的，弱电离的，统一碰撞的，且处在一个稳定状态。进入等离子体的的空气中的总能量为Pi。在部分反射后，既 z=0 时，电磁波被传递给等离子体。我们分别用 Pa ， Pr，Pt 来表示吸收、反射和传播的能量。很明显，在这两种物质的接触面上 Pa=Pa +Pr+Pt 。如果没有极化电荷和电流，在等离
6、子层传播的电磁波遵守下面的麦克斯韦方程组： HujE o （ 1） EjH or )( （ 2） 在传统符号系统使用和应用欧姆定律 EJ ，其中 图层电阻率，方程（ 2） 可写为 EjH or （ 3） 其中 or j 1 是等离子体的复合介电常数，如果在 z 方向的波传播方程为)e xp (EE ztjo ，我们得出一个关系 222cr r （ 4） c 是光速，复杂的传播常数 通常表示 j ，其中 和 为衰减系数。 在部分电离等离子体中，我们可以考虑之间的冲突主要是中性的气体和带电正离子，负离
7、子，及电子频率分别为 +n , -n , en9， 在特殊带电粒子之间的碰撞截面和中性气体， Cl 的热速度粒子，并粒子密度，以及相关系数 R，在这种情况下，显然有 _ 这个项目是由中国自然科学基金赞助（ Nos. 10110784, 10110799 与 10175013） VenVenVenJ ee （ 6） 其中， VVV , 分 别 是 电 子 ， 积 极 和 消 极 粒 子 的 速 度 ， 从 牛 顿 方 程,)( ln EeVmj ll l=e,-） , EeVmj n )( ， 对于带电离子，由欧姆定律 VenVe
8、nVenJ ee = EJ ，我们有电导率的表达式 orj 1 ，然后我们 可以得出这样的结论：复杂的介电常数 22222222222222222211nnpnnpenenpenpnpenpervvvvvvjvvv (7) 在以上的式子中，我们容易得出 ,)( 2/102eepe men 2/12 )( menop ， ,2/12 menop 电中性区有 n+=ne+n- 。 由于统一的等离子体的密度是常数，在一定入射波，在没有内部反射的离子体中 r 保持不变，在大气 -等离子体界面 z=0 上，初始反射
9、功率为 iirror PPP 211 (8) 其中， 1/()1(rr 2是大气 -等离子的反射比例，它也能反映出等离子体与大气的反射比例 2' )1/()1( rr 是对等的。等离子体的内部，电磁波的能量为 )2e x p ()1()2e x p ()()2e x p ()(zPzPPzPzPiorit (9) 如果金属被认为是一种理想的导体，其表面是一个全反射界面，电磁波传播回大气 -等离子体界面，他的能量是 )4e x p ()1()1(1 dPPP ii (10)
