等离子体中孤子相互作用的研究
近年来等离子体中的孤子及它们相互作用的研究引起了人们极大的兴趣．在等离子体众多的非线性结构中，离子声孤子代表了现代等离子体研究中关于非线性现象的最重要的方面之一．本文运用推广的Poincare-Lighthill-Kuo摄动方法，从理论上研究了一维和二维等离子体中离子声孤子的相互作用，主要做了以下工作：
（1)研究了非磁化、无碰撞的电子-正电子-离子等离子体中离子声孤子的正碰．论文得到了两个描述有限小振幅孤子动力学行为的Korteweg-de-Vries(KdV)方程和孤子正碰后的相移，讨论了电子与正电子的温度比和未扰动时正电子与电子的密度比对孤子相移的影响．
（2)考虑了离子的弱相对论效应后，研究了非磁化、无碰撞的弱相对论电子一正电子一离子等离子体中离子声孤子的正碰．论文讨论了电子与正电子的温度比、未扰动时正电子与电子的密度比和相对论因子对孤子相移的影响．研究表明，相对论效应对孤子的相移有明显的影响，且孤子的相移随着相对论因子的增加而增加．
（3)将孤子相互作用的研究推广到了更为一般的二维情形，研究了非磁化、无碰撞的由等温电子和热离子组成的二维等离子体中两个离子声孤子以任意夹角的碰撞。论文得到了分别描述沿不同方向传播的有限小振幅孤子的KdV方程以及两个孤子以任意夹角相互作用后的相移，讨论了离子温度比、热容比和碰撞夹角对孤子相移、振幅和宽度的影响，同时还研究了这些参量对碰撞中新形成的非线性波的振幅和宽度的影响．
（4)考虑了离子和电子的弱相对论效应后，研究了非磁化、无碰撞的由等温电子和热离子组成的弱相对论二维等离子体中两个离子声孤子以任意夹角的碰撞．论文讨论了离子温度比、热容比、碰撞夹角和相对论因子对孤子相移、振幅和宽度的影响，同时还研究了这些参量对碰撞中新形成的非线性波的振幅和宽度的影响．研究表明，相对论效应对碰撞孤子和新形成的非线性波均有明显的影响，且孤子的相移随着相对论因子的增加而减小．
等离子体;孤子碰撞;非线性结构;动力学行为
西北师范大学
硕士
理论物理
段文山
2009
中文
O534.4
2012-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）