مطالعه و بررسی فیزیک غلاف پلاسمایی و کاربردهای آن

اگرچه بنا به گفته ای نزدیک به 99% دنیا در حالت پلاسما قرار دارد ولی روی کره زمین پلاسما ی طبیعی وجود ندارد و برای اهداف مختلف باید آن را در آزمایشگاه ایجاد کرد. برای ایجاد پلاسما، باید گازی را در محفظه ای محبوس و به روش های مختلف آن را تبدیل به پلاسما کرد. پلاسمای ایجاد شده ناگریز از برهمکنش با دیواره محفظه بوده و پدیده های زیادی به خاطر این برهمکنش، قابل شناسایی است که غلاف پلاسمایی مهمترین آنها می باشد. غلاف پلاسمایی ناحیه ای به ضخامت چند طول دبای بین دیواره و پلاسما است که در آن بر خلاف محیط پلاسما، چگالی یونها و الکترونها برابر نیستند و پتانسیل الکتریکی شدیدی نسبت به محیط پلاسما وجود دارد. برای پلاسماهای الکتروپوزیتیو (پلاسماهای با یونهای مثبت) در ناحیه غلاف، چگالی یونها بیشتر از الکترونها بوده و غلاف، دارای بار خالص غیر یکنواخت مثبت می باشد. در این پایان نامه، ابتدا به فیزیک ناحیه ی غلاف پرداخته شده و مختصه های آن مانند طول ناحیه ی غلاف و پتانسیل ناحیه ی غلاف با تقریب خام بررسی شده است. سپس معادلات حاکم بر ناحیه ی غلاف با جزئیات کامل استخراج می شود. آنگاه برای اینکه دیدی نسبی در مورد این ناحیه داشته باشیم، معادلات بدست آمده را بصورت عددی حل و نمودار تغییرات کمیت ها را رسم می کنیم. یکی از مهم ترین مشکلات موجود در مورد ناحیه ی غلاف، مشخص کردن مرز بین پلاسما، غلاف و پیش غلاف است. همچنین با معرفی روش بسط های مجانبی و اعمال آن به مجموعه ی معادلات، عبارتی تقریبی برای پتانسیل ارائه می شود. در پایان، ناپایداری غلاف پلاسمایی را بررسی و نرخ رشد آن را به دست آورده و نمودار تغییرات آن را رسم می کنیم.