شتاب¬گیری الکترون¬ها در نزدیکی مغناطوسپهر مستلزم تشریح افزایش شار الکترون¬های نسبیتی در طی طوفان¬های مغناطیسی در کمربندهای تشعشی زمین می¬باشد. مطالعات اخیر نشان می¬دهد که شتاب¬گیری الکترون ها توسط امواج مد ویستلر در خارج از پلاسماپوز نزدیک به ،(فاصله بر حسب شعاع زمین) مؤثرتراست. الکترون¬های پرانرژی به منطقه شکاف بین کمربند تشعشی داخلی و خارجی در طی فاز ریکاوری طوفان¬های مغناطیسی تزریق می¬شوند ، در طی فاز ریکاوری طوفان مغناطیسی، شار الکترون¬های نسبیتی در مغناطوسپهر داخلی افزایش یافته و به بالاترین حد خود در 4 روز بعد از شروع طوفان می¬رسد. در این پایان نامه برای تولید این الکترون¬ها یک مدل با استفاده از معادله جنبشی فوکر – پلانک بر مبنای برهمکنش های تشدید چرخشی موج – ذره و شتاب¬گیری الکترون¬ها توسط امواج مد ویستلر در نظر گرفته شده است. با استفاده از تئوری خطی ، نرخ رشد امواج الکترومغناطیسی مد ویستلر در پلاسما با تابع توزیع دو ماکسولی برای جمعیت الکترون¬های گرم بدست آمده است.همچنین معادلات دوبعدی ترسیم موج برای میدان مغناطیسی دوقطبی زمین داده شده است. برنامه کامپیوتری برای محاسبات عددی مسیر پرتوها آورده شده و در نهایت مثال¬هایی برای ترسیم امواج داده شده و مسیر پرتوها رسم شده است.

برای گرمایش به منظور رسیدن به دمایی در حدود میلیون درجه کلوین که برای آغاز واکنش های همجوشی مورد نیاز است باید از روشهای ثانویه گرمایش استفاده کرد که از جمله این روشها می توان روش گرمایش با امواج رادیو فرکانسی(rf) را نام برد.گرمایش rf بویژه روش گرمایش با موج دورگه ی پایین را به منظور اشتعال می توان به کار برد. علاوه بر این جذب میدان های rf، با ایجاد محرک جریان چنبره ای در توکامک به محصور سازی پلاسما و نیز به گرمایش ژول کمک می کند و به این صورت امکانی را فراهم می کند که توکامک در حالت پایا قرار گیرد. آزمایش های انجام شده نشان داده اند که محرک جریان موج دورگه ی پایین نسبت به محرک جریان سایر امواج بازده بالاتری دارد. در این پایان نامه با بررسی روش های گرمایش rf و روش های گرمایش موج دورگه ی پایین، با استفاده از مدل خطی گرمایش، شرایط نفوذ و دسترس پذیری همچنین جذب موج توسط الکترون ها و یون ها مورد بررسی قرار گرفته است و نیز با در نظر گرفتن تصحیحات حرارتی رابطه پاشندگی پلاسمای سرد، نرخ میرایی موج روی ذرات الکترون و یون بدست آمده و نمودار های نرخ میرایی فضایی موج در سه توکامک iter, jet و versator رسم و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مشاهده می شود که دسترس پذیری موج با افزایش میدان مغناطیسی توکامک و کاهش فرکانس موج، بهبود می یابد و همچنین لایه جذب موج، گرمایش و پیک نرخ میرایی موج به یک لایه باریک نزدیک لبه ی پلاسما محدود می شود و منطقه ی گرمایش تقریباً یک سوم شعاع خارجی پلاسما است که نشان می دهد کاربرد موج دورگه ی پایین به منظور تأمین محرک جریان خارج از محور، موثرتر است و نشان داده شده است که با افزایش فرکانس زاویه ای موج ارسالی درون توکامک، نرخ رشد گرمایش، کاهش یافته و مکان ماکزیمم گرمایش به سمت داخل شعاع انتقال می یابد.

به منظور بدست آوردن انرژی گداخت هسته ای، پلاسما را با میدان مغناطیسی محبوس می نمائیم و آن را تا دماهای بسیار زیاد گرما می دهیم. با این کار، در حقیقت شرایط تعادل ترمودینامیکی پلاسما را برهم زده ایم. از این رو پلاسما تلاش می کند برای بازیافتن تعادل خود، فرایندهای آشفتگی را برانگیزد. ما در اینجا نگاه دقیق تری به امواج سوقی برانگیخته شده توسط ناهمگنی های چگالی می اندازیم که جزء خطرناک ترین ها برای محبوس سازی پلاسما به شمار می آید. ناپایداریهای سوقی می توانند بوسیله خطوط میدان مغناطیسی شیب دار در یک پلاسمای توکاماک میرا شود(میرایی برش مغناطیسی). اثر خنثی کننده دیگری هم بوسیله جفت شدگی مدها (جفت شدگی مدهای چنبره ای) پدید می آید، بر این ناپایداری ها وارد شود این جفت شدگی بعلت چنبره ای بودن، ویژگی های امواج سوقی را تغییر می دهد. جفت شدگی می تواند این مدهای سوقی را در چاه پتانسیل موضعی شعاعی جایگزیده کند(مدهای عمومی). و یا آن ها را به واسطه پتانسیل سدی موضعی انتشار دهد. دوران پلاسمایی برشی می تواند این جفت شدگی را متاثر سازد. نشان داده می شود که نوع مدسوقی با علامت ویژه بسامد جابجایی دوپلری که از یک سطح مغناطیسی به سطح دیگر بدلیل سرعت های دورانی پلاسمایی قطبی و سمتی تغییر می کند، تعریف می شود. وجود مد سوقی عمومی مربوط به حالت ویژه بسامدهای جابجا شده دوپلری منفی می باشد. در حالی که امواج سوقی انتشاری بوسیله نوع مثبت آن پدید می آیند. افزون بر اثرات دوران پلاسما؛ نشان داده می شود که یک نمایه بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی در توکاماک منجر به جایگزیدگی شعاعی میدان های امواج سوقی می شود. یک بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی قوی می تواند انرژی موج را هم در راستای شعاع و هم در راستای خطوط میدان مغناطیسی گیر اندازد. نشان می دهیم که اثر جایگزیدگی بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی می تواند به وسیله برش سرعت قوی فرونشانده شود. در پلاسمای لبه ای همان پدیده ای که در پلاسمای حجمی(درونی) رخ می دهد هم وجود دارد؛ اما به علت اینکه برش سرعت همان گونه که آنجا بیان می شود نیست؛ این اثرآنچنان اهمیتی ندارد. اگر یک بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی ،درمعادلات دیفرانسیل جفت شدگی پتانسیل الکترواستاتیکی وارد شود آنگاه برای اینچنین بیشینه شدگی در پلاسماهای دورانی، مدهای سوقی عمومی (انتشاری) برای مقادیر مثبت (منفی) ویژه بسامد جابه جا شده دوپلری هم وجود داشته باشند؛خلاف آنچه در پلاسمای دورانی بدون بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی گفته می شود. نظر به رابطه ی پاشندگی این امواج می توان آهنگ رشد و میرایی امواج سوقی انتشاری را بدست آورد. می توان دید که افزایش سرعت دورانی قطبی و برش اش در این حالت این مدها را ناپایدار می سازد درحالیکه می توان با افزایش سرعت دورانی سمتی این ناپایداری ها را فرونشاند.

در این رساله حرکت اتمهای کنده شد? مس و آلومینیوم در چند سیستم پلاسمایی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو مورد بررسی قرار گرفت. مقالات زیادی در این مورد نوشته شده است که هریک از آنها از روشها و پتانسیلهای بین اتمی مختلف استفاده کرده اند. در این گزارشها چگالی اتمهای کنده شده کمتر از مقدار تجربی بدست آمده است. همچنین سرعتهای بدست آمده از این شبیه سازیها بیشتر از مقادیر تجربی بوده اند. لذا با توجه به این نتایج، با بکارگیری دو مدل برخورد شبیه سازی انجام گرفت. روش اول، مدل برخورد دو کر? سخت بود. در این مدل معمولا زاوی? پراکندگی اتمها را در چارچوب مرکز جرم بصورت همسانگرد و تصادفی انتخاب می کنند. لذا این روش را مدل زاوی? پراکندگی با احتمال تصادفی همسانگرد (isotropic random scattering angle) نامگذاری گردید که به اختصار با irsa نشان داده شد. برای روش دوم، مدل جدیدی معرفی گردید. در این مدل، دو اتم برخورد کننده (اتم کنده شده و اتم گاز کاری)، مانند دو نقط? مادی با هم برخورد می کردند. این مدل بنام مدل برخورد مرکز به مرکز (center to center collision) نامیده شد که به اختصار با ccc نشان داده شد. در کلی? شبیه سازیها، سطح مقطع برخورد اتمها مقدار بدست آمده از نتایج تجربی بکار گرفته شد. سه عامل چگالی و سرعت اتمهای کنده شده و ضریب پخش آنها در داخل اتاقک خلا با نتایج دو مدل ccc و irsa و با نتایج 6 نوع آزمایش تجربی مختلف مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مدل ccc در هر سه عامل فوق، با نتایج تجربی تطابق خوبی دارند. سپس، ضریب پخش اتمهای مس، در دو مدل فوق به روش تصادفی – آماری و در سه فشار مختلف تعیین گردید. با استفاده از ضرایب فوکر پلانک بدست آمده، معادل? لانگوین برای حرکت اتمهای مس در سه فشار مختلف بدست آمد.

چکیده هدف اصلی این رساله مطالعه و محاسبه ی جابجایی بسامد امواج الکترومغناطیسی غیر عادی در برهمکنش با پلاسما در حضور میدان مغناطیسی است. در فصل اول محیط های پلاسمایی به عنوان محیط شتاب دهنده و مزایای آن برمحیط های شتاب دهنده مادی بحث شده و همچنین شتاب در خلا ، گازها وپلاسماها مورد بحث قرار می گیرد. شتاب دهنده های مختلف از جمله شتاب دهنده موج زنشی پلاسما ، شتاب دهنده ردپای لیزری و شتاب دهنده ردپای لیزری خود مدوله شده توضیح داده میشود.همچنین در این فصل در مورد پالس های لیزری چندگانه، شکست موج، محدودیت های شتاب بر اساس لیزر و شتاب فوتونی (امواج الکترومغناطیسی عادی و غیر عادی)توضیح داده می شود. در فصل دوم بادر نظر گرفتن رابطه ی پاشندگی امواج الکترومغناطیسی غیر عادی رابطه جابجایی نسبی بسامد رابرای حالت کلی که پلاسما با تمام چگالی هاو میدانهای مغناطیسی قوی و ضعیف در نظر گرفته می شوند به دست می آوریم. در بخش بعدی (حالت خاص )، پلاسما را فرو چگال در نظر گرفته و رابطه جابجایی بسامد را از طریق تئوری خطی برای موج الکترومغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی ضعیف محاسبه می کنیم و نشان می دهیم که بسامد موج الکترومغناطیسی حتی در حضور میدان مغناطیسی به طرف بالا یا پایین جابجا می شود. به عنوان مثال کاربردی جابجایی بسامد انفجار رادیویی نوع (iii) را در برهمکنش با پلاسمای مگنتوسفر زمین محاسبه می کنیم. این ناحیه به خاطر بعضی تقریب ها و ساده سازی ها در به دست آوردن رابطه پاشند گی عملی در نظر گرفته شده و اصولاً پلاسمای رقیق را با میدان مغناطیسی ضعیف پوشش می دهد. مشخصات کامل مناطق مختلف پلاسمایی اعم از فضایی و آزمایشگاهی و همچنین مشخصات امواج الکترومغناطیسی به کار برده شده در متن آورده شده است. سطح مقطع (نمایه) چگالی پلاسما را به شکل تغییرات سینوسی ونمایی در نظر گرفته ونشان می دهیم که در این حالت ها بسامد موج الکترومغناطیسی در برهمکنش با پلاسما جابجا می شود. همچنین در حالت نسبیتی نیز جابجایی بسامد موج را محاسبه می کنیم. محاسبات فرمول های جابجایی بسامد به طور کامل با شرایط مختلف در نظر گرفته شده در آخر پایان نامه در ضمیمه های مختلف آمده است. جابجایی بسامد برای بعضی از مناطق پلاسمایی از جمله مگنتوسفر زمین و پلاسمای آزمایشگاهی وکمربندهای وان آلن در اندرکنش با امواج رادیویی، لیزر نئودیمیوم-یاگ، لیزر دی اکسید کربن و امواج فرابنفش محاسبه ونمودار آنها بر حسب فاصله یا بسامد لارموری رسم شده است. کاربردهای مختلف امواج الکترو مغناطیسی در اندرکنش با پلاسما به طور مختصر شرح داده شده است. در فصل سوم انتشار موج الکترومغناطیسی ( تابش لیزری ) در یک پلاسمای ناهمگن با ضریب شکستی که تابعی از فاصله است مورد بررسی قرار می گیرد. موج الکترومغناطیسی عمود بر سطح پلاسما در نظر گرفته می شود. میدان الکتریکی آن را از طریق معادله ی موج و میدان مغناطیسی را از طریق معادلات ماکسول در داخل چنین پلاسمائی و ضریب شکست وابسته به فضا محاسبه می کنیم. و نمودارهای آنها را در حالت سه بعدی به عنوان تابعی از فضا و زمان رسم می کنیم. همچنین نیروی اثر گذار وابسته به منفی گرادیان مجذور میدان الکتریکی را به طور عددی محاسبه و نمودار آن را بر حسب فاصله رسم می نماییم. کابردهای نیروی اثرگذار حاصل از تغییر میدان الکتریکی امواج الکترومغناطیسی (لیزر) در برخورد با پلاسما توصیف شده است. در فصل چهارم از طریق نیروی اثرگذار مربوط به پالس لیزری در اندرکنش با پلاسمای رقیق یک موج یون – صوتی ویک موج الکترو مغناطیسی دیگر در داخل پلاسما تحریک می شود که موج یون – صوتی اختلالی در چگالی پلاسما به وجود می آورد. با نوشتن معادله موج برای موج یون – صوتی اختلال نسبی محاسبه شده وجابجایی بسامد موج الکترومغناطیسی پراکنده در حضور میدان مغناطیسی و اختلال چگالی تخمین زده می شود.

الیز چندگانه ی موجک، به عنوان یک شاخه ی جدید از ریاضیات در حل عددی معادلات دیفرانسیل و انتگرال به طور وسیع کاربرد دارد. از آنجائیکه که بسط موجک یک تابع امکان نمایش اسپارس داده ها را فراهم می کند، لذا آنالیز چندگانه می تواند در کاهش حجم محاسبات و افزایش سرعت رسیدن به جواب مطلوب موثر باشد.‎‎ در فیزیک پلاسما برای توصیف اکثر پدیده های فیزیکی از نظریه جنبشی استفاده می کنند که در آن، برای بررسی رفتار ذرات پلاسما از تابع توزیع سرعت استفاده می شود. معادله ی ولاسف در واقع حالت خاصی از معادله ی بولتزمن است که به همراه معادلات ماکسول، دستگاه ولاسف-ماکسول را تشکیل می دهد که در فیزیک پلاسما به وجود می آید.

توسعه ی فن آوری خصوصاً در 25 سال گذشته عاملی شد تا لایه نشانی به روش کندوپاش پلاسمایی در زمینه های متنوع علمی، تحقیقاتی و صنعتی توسعه یابد. هدف ازانجام این پروژه، تعیین پارامترهای پلاسمایی دستگاه کندوپاش مکا 2000 است که لایه نشانی ها براساس این پارامترها انجام می یابد. پلاسمای مورد مطالعه، پلاسمای آرگون و منبع تغذیه، مگنترون dc است. در ابتدا پروب و فلنجه ی مناسب طراحی شده و روی دستگاه نصب می شوند. پروب در فواصل مختلف از کاتد قرار داده شده ودر هر فاصله با تغییر فشار، منحنی مشخصه ی i – v بررسی می شود تا پارامترهای پلاسمایی از قبیل پتانسیل پلاسمایی، جریان پلاسمایی، دما ، سرعت و چگالی الکترونی محاسبه شود. با اندازه گیری میدان مغناطیسی توسط تسلا سنج تأثیر آن برپارامترهای پلاسمایی را می توان مشاهده کرد. برای بهینه سازی داده ها و محاسبات پارامترها، نیاز به یک سری کدنویسی بود که در محیط های mat lab و mathematica انجام گرفت. با رسم منحنی مشخصه ی جریان – ولتاژ و تحلیل آن، می توان به نتایج زیر دست یافت: با افزایش فشار، دمای الکترونی کاهش می یابد. چگالی الکترونی نیزبا افزایش فشاردر ابتدا افزایش می یابد اما از یک فشار معین به بعد، برخوردها وترکیب مجدد الکترون – یون افزایش یافته لذا چگالی الکترونی کاهش می یابد. وجود میدان مغناطیسی نیز منجربه ایجاد باریکه در پلاسما می شود.

امواج آلفون نقش بسزایی در پلاسماهای آزمایشگاهی و فضایی دارند، موج آلفون به دو مد سریع یا فشرده و مد کند یا آلفونی طبقه بندی می شود، مد کند نیز در دو حالت مختلف مورد بررسی قرار می گیرد: موج آلفونی جنبشی (kinetic alfven waves) و موج آلفونی لخت (inertial alfven waves). امواج آلفون جنبشی امواجی منحصربه فرد در پلاسما می باشند که در راستای میدان خارجی مغناطیسی منتشر می شوند. پلاسمای دو مولفه ای یک حالت ایده ال از پلاسماست، در پلاسماهای فضایی و آزمایشگاهی همواره ذراتی به عنوان مولفه سوم در پلاسما وجود دارند که در حالت کلی به عنوان غبار از آنها نام می بریم و این نوع پلاسما را پلاسمای غباری نام گذاری می کنیم. در این پایان نامه پلاسمای غباری و مشخصات مهم آن، از قبیل حفاظ دبای، غلاف الکترواستاتیکی، فرایند های باردار شدن ذرات غبار و افت و خیز زمانی بار ذرات غبار در پلاسمای غباری را بررسی می کنیم، سپس فیزیک امواج آلفون را توضیح داده و بعد از طبقه بندی امواج آلفون و بیان مشخصات آن، نظریه جنبشی پلاسما و مکانیسم میرایی بدون برخورد (میرایی لاندائو) را مورد بررسی قرار داده ایم. برای مطالعه امواج آلفون جنبشی از نظریه جنبشی پلاسما و معادله ولاسف استفاده می کنیم. از تابع توزیع ماکسول برای ذرات پلاسما و همچنین غبار استفاده می کنیم و تحولات تابع توزیع اختلالی را در پلاسمای مغناطیده را محاسبه می کنیم. مولفه های تانسور دی الکتریک را که همان معادله پاشندگی امواج در محیط های مختلف می توانند باشند، برای حالت انتشار موازی با میدان و امواج با فرکانس کم (فرکانس های کمتر از فرکانس سیکلوترونی یون ها) بدست می آوریم. در نهایت با ترکیب دو معادله پواسن و قانون آمپر(در راستای میدان مغناطیسی خارجی) و محاسبه تک تک جملات اختلالی و غیر اختلالی معادله بعد از خطی سازی جملات، تابع پاشندگی موج آلفون جنبشی در پلاسمای غباری بدست می آید. تابع پاشندگی بدست آمده از دو جمله حقیقی و موهومی تشکیل می شود که جمله موهومی بیانگر میرایی موج می باشد، آهنگ میرایی را برای دو حالت پلاسمای غباری در شرایط آزمایشگاه و پلاسمای غباری فضایی بدست آورده و نمودار جمله میرایی و آهنگ میرایی را برای نسبت دمایی رسم می کنیم و عوامل موثر در میرایی برای انتشار موج آلفون جنبشی در پلاسمای غباری تحت شرایط آزمایشگاه و پلاسمای غباری فضایی را از قبیل دمای الکترونی، چگالی و بار ذرات غبار، طول موج و همچنین تأثیر که نشان دهنده اهمیت پلاسمای غباری است، مورد بررسی قرار می دهیم.

. مدلهای ارائه شده برای مطالعه پلاسما در دستگاه پلاسمای کانونی نیز مطالعه شده است. در قسمت اول این پایان نامه بعد از مطالعه دستگاه پلاسما کانونی سهند، دیاگنوستیک هایی که مورد استفاده قرار گرفته شده است، بررسی شده است. برای مطالعه دینامیک لایه جریان در سه بعد، پیچه روگوفسکی و پروب مغناطیسی سه بعدی استفاده شده است. در ادامه این پایان نامه سرعت لایه جریان بطور تجربی مطالعه شده است. با توجه به اینکه لبه آند یکی از مهمترین مکان ها برای مطالعه دینامیک لایه جریان می باشد، سرعت لایه جریان در این مکان بررسی قرار گرفته است. برای مطالعه تاثیر نوع گاز بر سرعت لایه جریان، از گازهای آرگون، اکسیژن و نیتروژن بعنوان گاز کاری استفاده کردیم. در این آرایش آزمایشگاهی 12 الی 17 کیلوولت بعنوان ولتاژ کاری استفاده شده است. برای مطالعه اثر فشار بر سرعت لایه جریان، دستگاه پلاسمای کانونی را با فشارهای 25/0 و 5/0 تور بکار بردیم. با افزایش فشار گاز کاری سرعت لایه جریان در هر دو فاز محوری و شعاعی کاهش می یابد.

در این پایان نامه ابتدا به معرفی شتاب دهنده های رایج سنتی خطی و حلقوی و مشکلات و نواقص آنها در مقایسه شتاب دهنده های پلاسمایی پرداخته شده سپس فیزیک حاکم بر شتاب دهنده های مبتنی بر پلاسما ، که توسط لیزر کوتاه تحریک می شوند بررسی شده است. این شتاب دهنده ها شامل 1) شتاب دهنده میدان ردپای لیزری 2) شتاب دهنده های موج زنش پلاسمایی 3) شتاب دهنده میدان ردپای لیزر خود مدوله و 4) شتاب دهنده امواج پلاسمای تحریک شده بوسیله پالس های لیزر متعدد می باشد. خواص خطی و غیرخطی امواج پلاسما و همچنین شتاب دهی الکترون داخل امواج پلاسما مورد بحث قرار گرفتند. روشهایی برای تزریق و همچنین بدام انداختن الکترون های پلاسما در امواج پلاسما بررسی شده است. محدودیتهایی که الکترون برای کسب انرژی با آنها مواجه است به طور خلاصه وار بیان شده که شامل پراش پالس لیزر، دفازه شدن الکترون، تخلیه انرژی پالس لیزر میباشد. در فصل آخر که محصول جمع آوری اطلاعات و تامل و اندیشه ماست موثرترین شتاب دهنده پلاسمایی معرفی خواهد شد.

چکیده: یکی از ویژگی های پلاسما، انتشار امواج گوناگون در این محیط می باشد. از آنجایی که وجود ذرات غبار در پلاسماهای طبیعی امری اجتناب ناپذیر است و این ناخالصی ها نه تنها باعث تغییرات در امواج می گردد حتی باعث ایجاد انواع جدیدی از امواج از جمله امواج صوتی غباری و آلفن جنبشی غباری میگردند. جفت شدگی امواج صوتی غباری و آلفن جنبشی غباری در پلاسمای سه مولفه ای الکترون،یون(پوزیترون) و غبار در حضور میدان مغناطیسی خارجی بررسی شده است. روش های قدرتمند سقدی اف و آنالیز عددی برای بررسی خواص و شرایط انتشار امواج صوتی غباری و آلفن جنبشی غباری در سیستم پلاسمای مورد نظر بکار برده می شوند. محدودیت بتای پلاسما در پلاسمای غباری برای اختلال جفت شده برای سیستم پلاسمای مورد نظر بحث شده است. ساختار غیر خطی متمرکز شده در بررسی محدودیت های مختلف بتای پلاسما و آنالیز عددی ارائه شده است. مشاهده شده است که افزایش میزان بتا نقش مخربی در شکل گیری سالیتون ها در سیستم پلاسمای مورد نظر بازی می کند. از طرف دیگر ملاحظه می شود که ساختار سالیتونی در پلاسمای غباری سه مولفه ای با نانو ذرات غبار منفی( مانند فولرن منفی )اصلا? تشکیل نمی شود.

مساله شتابگیری ذرات باردار توسط امواج یک مساله اساسی در فیزیک پلاسما می باشد. پیشرفت های اخیر در ساخت لیزرهای توان بالا، امکان بررسی نظری و تجربی تولید امواج با سرعت فاز بزرگ وشتابدهی ذرات توسط این امواج را تا صدها مگاالکترون ولت انرژی فراهم کرده است. امواج صفیری، امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بسیار پایین هستند که در طول خطوط میدان مغناطیسی در مگنتوسفر زمین منتشر می شوند. برای این منظور در این پروژه، ابتدا درباره انواع مکانیسم های تولید میدان های مغناطیسی، از جمله اثر فاراده، اثر فاراده ی معکوس و ... بحث کرده ایم. در ادامه از آنجاییکه در حضور میدانهای مغناطیسی بسیار بالا، شتاب دهی توسط امواج آلفن دارای اهمیت زیادی می باشد، مساله شتابدهی الکترون ها توسط امواج آلفن را مطرح کرده ایم و نشان داده ایم که مولفه ای از میدان الکتریکی که در امتداد میدان مغناطیسی می باشد، باعث شتابدهی الکترون می شود. به همین ترتیب، به دلیل اهمیت شتابدهی الکترونها توسط امواج صفیری در حضور میدانهای مغناطیسی پایین، مساله شتابدهی الکترونها توسط این امواج (امواج صفیری) را مورد بحث قرار داده ایم، و همچنین انرژی جنبشی الکترونها در طی فرآیند شتابدهی را هم در نمایه گاوسی و هم در نمایه لورنتسی محاسبه، و نتایج حاصله را در قالب نمودارهایی مورد بررسی قرار داده ایم. از بررسی نمودارهای مربوطه در هر دو نمایه، همانطور که انتظار داشتیم، افزایش انرژی جنبشی الکترونها در طی فرآیند شتاب دهی توسط امواج صفیری، تا انرژی های بسیار بالا در محدوده مگا الکترون ولت و بیشتر را بدست آوردیم.

روش نیتریداسیون پلاسمایی به کمک دستگاه پلاسمای کانونی در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. به کمک این روش میتوان ویژگیهای سطحی فلزات مختلف را دستخوش تغییر کرد و خواص تریبولوژیکی، از جمله سختی و مقاومت این سطوح را در برابر سایش افزایش داد.در کار حاضر از دستگاه پلاسمای کانونی بعنوان چشمه پالسی یونهای پر انرژی با گاز کاری نیتروژن جهت بمباران و نیتریده کردن نمونهها استفاده شده است . از روی دیاگرامهای حاصل از پراش پرتو ایکس قبل و بعد از بمباران یونی، امکان نیتریداسیون و سپس مشخصهیابی پیکهای نیترید مولیبدن انجام شد. به دلیل نیتریداسیون نمونهها و تاثیرات نیتریداسیون در افزایش میزان سختی، به کمک روش سختی سنجی ویکرز به بررسی میزان تغییرات سختی نمونههای تهیه شده در تعداد شاتهای مختلف پرداخته شده است.در روش حاضر به دلیل حضور شار پلاسمایی داغ و اندرکنش این شار پلاسمایی با سطح نمونهها و در نتیجه ایجاد تغییرات سطحی در نمونهها از جمله ذوب شدگی موضعی، ایجاد ترکها و پستی و بلندیهایی برروی سطح نمونهها، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی به مطالعه مورفولوژی و توپوگرافی سطح پرداخته شده است .

امروزه کاربرد وسیع تخلیه ی الکتریکی در تولید پلاسما های غیر حرارتی روشی است که در چند دهه ی اخیر مورد توجه قرار گرفته است . پلاسما ی تخلیه ی الکتریکی اعم از تخلیه های dc، rf و مایکروویو، کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف پزشکی ، دارو سازی ، هوا فضا ،صنعت و... دارد . یکی از عمده ترین کاربرد های پلاسمای تخلیه الکتریکی، کندوپاش می باشد . از کندوپاش پلاسمایی در زمینه ی لایه نشانی سطح رساناها ، نیمه رساناها وعایق ها استفاده می شود . پیشرفت روز افزون ساخت لایه های نازک به روش کندوپاش پلاسمایی و بررسی تجربی نتایج آن و ارایه ی مقالات علمی متعدد ، زمینه ای فراهم آورد تا تعدادی ازمحققین به بررسی تئوری آن بپردازند . ارایه ی تعدادی از فرمول های نیمه تجربی مختلفی از سوی این محققین و مقایسه ی آن با نتایج و نمودار های تجربی آهنگ کندوپاش ، ما را به تحقیق در این زمینه علاقه مند کرد ودر این پروژه سعی شد با مطالعات وسیع از منابع مختلف در زمینه ی کندوپاش، درک تئوری بهتری نسبت به آهنگ کندوپاش و لایه نشانی حاصل گردد. نظریه زیگموند یکی از معتبرترین نظریه ها در زمینه کندوپاش است بطوریکه فرمول حاصل از این نظریه تقریبا" در توافق نسبتا" خوبی با داده های تجربی است. در این تحقیق، بر اساس این نظریه، عامل انرژی آستانه نیز در فرمول آهنگ کندوپاش اعمال شده است، همچنین با تعریف به عنوان تابعی از نسبت های جرمی اتمهای هدف وپرتابه و اعمال اصلاحات دیگری مانند سطح مقطع توقف ناکشسان الکترونی در انرژی های خیلی بالای یونی ، فرمولهای جدیدی برای آهنگ کندوپاش بر حسب انرژی یون فرودی(فرود نرمال) استخراج شده است. نمودارهای این فرمول ها رسم گردیده و همچنین ضرایب آنها از طریق برازش با داده های تجربی آهنگ کندوپاش هدف های مختلف توسط یون های فرودی آرگون، با استفاده از نرم افزار matlab تعیین گردیده است. انحراف به ازای هر یک از مقادیر داده های تجربی و همچنین بیشینه انحراف، محاسبه شده است. نتایج، نشان دهنده توافق خوب فرمول های نیمه تجربی بدست آمده با داده های تجربی است.

در این پایان نامه تحریک امواج آلفون در یک پلاسمای غباری توسط موج پمپ مگنتوسونیک بررسی شده است. ضمن نوشتن معادلات حرکت ذرات پلاسما (الکترون، یون و غبار منفی) یک رابطه پاشندگی برای موج آلفون غباری تغییر یافته، بر حسب فرکانس محرک (پمپ) به دست آمد. نشان داده شده است فرکانس این موج تحریک یافته از امواج غبار-صوتی و امواج آلفون معمولی متاثر می شود. در قسمت دوم رابطه پاشندگی مربوط به تحریک امواج آلفون توسط امواج پمپ مگنتوسونیک به دست آمده و ناپایداری پارامتریک مربوط به این تبدیل، بررسی و آهنگ رشد ناپایداری در حالتهای مختلف به دست آمده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

امکان وجود امواج سالیتونی الکترواستاتیک یون-صوتی در یک پلاسمای الکترون-یون کاملاً نسبیتی با استفاده از روش شبه پتانسیل سقدی اف بررسی شده است. یک مجموعهی کامل از معادلات هیدرودینامیکی کاملاً نسبیتی برای یک پلاسمای دو سیالی به منظور استخراج شبه پتانسیل در یک پلاسما شامل الکترون های داغ فوق نسبیتی و یون های سرد، بدست آمده است. با بکارگیری آنالیز عددی مشخص شده است که اگر سرعت سیال پلاسما از سرعت موج بیشتر باشد، با افزایش سرعت سیال پلاسما موج سالیتونی برجسته تر می شود. در حالتی که سرعت سیال پلاسما از سرعت موج کمتر باشد، با کاهش سرعت سیال موج سالیتونی برجسته تر می شود. همچنین نتایج بدست آمده حاکی از آن است که برای یک سرعت ثابت سیال، هنگامیکه دما افزایش می یابد، باریکی و ارتفاع موج سالیتونی کاهش می یابد. نتیجهی دیگر این بوده است که در حالت های حدی مناسب، شرایط وجود بدست آمده در اینجا به نتایج غیر نسبیتی کاهش می یابند. علاوه بر این بر خلاف پلاسماهای غیر نسبیتی، امواج سالیتونی الکترواستاتیک غیر متحرک در پلاسمای نسبیتی می توانند وجود داشته باشند.

انتشار یک موج الکترومغناطیسی با دامنه بزرگ در پلاسما و پدیده های متعاقب آن نظیر پراکندگی رامان، ناپایداریهای گوناگون و خودکانونی شوندگی در سالهای اخیر موضوع تحقیقات زیادی بوده است و اغلب این تحقیقات به صورت برهمکنشهای موج الکترومغناطیسی با پلاسماهای کم چگال انجام گرفته اند.

تاج خورشید گسترده ترین و در عین حال خارجی ترین بخش خورشید محسوب می شود که از زمین و با چشم غیرمسلح فقط به هنگام خورشیدگرفتگی کامل و در سایر مواقع به وسیله تاج نگار آنهم فقط در لبه ها قابل دیدن است. به استثنای لک های خورشیدی ، بزرگترین معما در مطالعه ما راجع به خورشید وجود دمای چندین میلیون درجه ای تاج با وجود چگالی بسیار کم آن می باشد، این موضوع در قرن حاضر همواره از مسائل جذاب و جالب برای اخترشناسان بوده است اما متاسفانه سازوکار گرمایش تاج هنوز بطور رضایت بخشی حل نشده است. مطالعه تصاویر برداشته شده با استفاده از دوربین های خودکار که به کمک تاج نگار میسر می شود و دیجیتالیزه کردن این تصاویر و پردازش آنها به کمک نرم افزارهای مناسب امروزه بخش وسیعی از مطالعات و تحقیقات را شامل می شود، و خوشبختانه نتایج جالب و قابل ملاحظه ای نیز در این زمینه بدست آمده است.این رساله نیز در این زمینه می باشد که منجر به آشکارسازی امواج هیدرومغناطیسی با دوره تناوب در حدود 32ثانیه و دمای یونی وابسته در حدود کلوین 1000000 *82/2 شده است.

پلاسماهای چند نوعی بعنوان یک دسته پراهمیت از پلاسماهای اخترفیزیکی دارای برخی مشخصه های غیرمعمول در مقایسه با پلاسماهای هیدروژنی معمول می باشند که به دلیل اهمیت آنها و تاثیر مهمی که در تحولات کیهانی دارند مورد توجه فراوان در تحقیقات پلاسمایی هستند.در این مطالعه ضمن معرفی پلاسماهای چند نوعی پاشندگی مدهای مختلف خطی در این پلاسماها بررسی شده است. ملاحظه می شود که مدهایی در این گونه پلاسماها می توانند تحریک و منتشرشوند که در پلاسماهای معمول(شامل الکترون و پروتون) وجود ندارند. در ادامه معیار غلاف بوهم و دو لایه ها را برای یک پلاسمای چند نوعی که در حالت کلی شامل انواع حرارتی سبک تر با توزیعهای بولتزمنی و نوعهای سنگین تر و سردتر که بصورت سیال سرد رفتار می کنند ، مورد بررسی قرار داده و به کمک برخی تعریفات ، از جمله تعریف مناسب سرعتهای یون-صوتی، بیان کلاسیکی معیار بوهم را به پلاسماهای چند نوعی تعمیم داده و همچنین امکان وجود دو لایه ها دراین گونه پلاسماها بررسی و ملاحظه شد که در حضور یک نوع بولتزمنی تشکیل دو لایه امکانپذیر نیست. در نهایت نیز در مورد پایداری دو لایه های قوی بحث و شرط تعمیم یافته لانگمیر برای پلاسماهای شامل یونهای منفی را استنتاج کرده و همچنین تاثیر یونهای مختلف بر تابش دو لایه های قوی کیهانی(که نوعی اتلاف در مکانیزم شتابدهی دو لایه ای محسوب می شود) مورد بحث و بررسی قرار گرفته و ملاحظه شده وجود یونهای مثبت (منفی)باعث افزایش (کاهش) اتلافات تابشی می شود.

دو چیز که تقریبا در تمام قسمت جهان وجود دارد ذرات باردار و پلاسما هستند. اثر متقابل این دو بعنوان یکی از موضوعات جالب در فیزیک پلاسما بشمار می رود که پلاسمای غبارآلود نام دارد . این نوع پلاسما در منظومه شمسی ، قمرهای سیارات ، دنباله ستاره های دنباله دار و غیره وجود دارد. ذرات باردار دراثر نیروهای الکترومغناطیسی و یا اختلال اعمالی از بیرون با هم اندرکنش می کنند که منجر به تشکیل موج می گردد. در این مطالعه ، مشخصات اساسی فیزیک پلاسمای غبارآلود و فرآیندهای باردار شدن ذرات غبار بررسی و همچنین روابط پاشندگی امواج با فرکانس پائین (امواج صوتی غباری و یون صوتی غباری ) در پلاسماهای غبارآلود غیر مغناطیده بدون برخورد ، برخوردی و با تاثیر نیروی گرانش محاسبه و نتایج بدست آمده در شرایط مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

در این پایان نامه، مدل یک بعدی برهمکنش لیزرهای شدت بالا با پلاسماهای سرد کم چگالی را ارائه می دهیم. تحولات پالس لیزری در پلاسما به طور مختصر مورد بررسی قرار می گیرد. ناپایداری پراکندگی رامان و تحریک هارمونیک های تابش لیزری شدید در پلاسماهای سرد کم چگالی مطالعه می شود. به عنوان نتیجه آهنگ رشد ناپایداری وابسه به تولید هارمونیک های پالس لیزری قطبیده خطی و دایروی را به سمت خواهیم آورد.