در این پایان نامه، یک ساختار بلوری از ذرات غبار پلاسما، در یک و دو بعد در نظر گرفته شده و سعی شده است تا در شرایط مختلف رابطه پاشندگی این سیستم محاسبه شده و از این طریق پایداری امواج در این شبکه بر حسب پارامترهای قابل کنترل مورد بررسی قرار گیرد. در بخش اول از این پایان نامه به بررسی انتشار امواج خطی تحت تأثیر عواملی چون میدان مغناطیسی خارجی، نا همگنی فضایی بار الکتریکی، و نا همگنی در میدان های الکتریکی و مغناطیسی پرداخته شده است. رابطه پاشندگی خطی محاسبه شده و از این طریق شرط پایداری مدهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بررسیها نشان می دهد عواملی همچون میدان مغناطیسی خارجی و ناهمگنی فضایی بار و میدانها می تواند به جفت شدگی بعضی از مدها با یکدیگر منجر شود. در بخش دیگری از این پایان نامه با به حساب آوردن آثار غیر خطی، انتشار امواج غیر خطی در شبکه بلور مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه تأثیر میدان مغناطیسی خارجی، نا همگنی فضایی بار الکتریکی، و نا همگنی در میدان های الکتریکی و مغناطیسی را در نظر گرفته و معادلات حرکت برای این شرایط نوشته شده است. در توصیف معادلات غیر خطی، از روش اختلال کاهشی در این کار استفاده شده است. رابطه پاشندگی خطی و غیر خطی با استفاده از تقریب پیوستار و گسسته بدست آمده است. نتایج نشان می دهند که معادله حاکم بر دامنه اولین هارمونیک جابجایی، از معادله شرودینگر غیر خطی تبعیت می کند. شرط رخداد ناپایداری مدولاسیونی نیز در پایان بررسی شده است. در این پایان نامه سعی می شود تا مدهایی که در این ساختار امکان انتشار دارند، مورد مطالعه قرار گیرند. پایداری و پلاریزاسیون مدها از جمله ویژگیهای رفتاری مهمی است که تحت تأثیر عوامل مختلف خارجی قابل بررسی است، که در این کار به مطالعه آن پرداخته شده است. همچنین نقش برهم کنش دومین همسایه نیز به حساب آورده شده و نشان داده شده که تأثیر این اثر در تعیین ناحیه پایداری مدولاسیونی ناچیز است. در این پایان نامه، یک ساختار بلوری از ذرات غبار پلاسما، در یک و دو بعد در نظر گرفته شده و سعی شده است تا در شرایط مختلف رابطه پاشندگی این سیستم محاسبه شده و از این طریق پایداری امواج در این شبکه بر حسب پارامترهای قابل کنترل مورد بررسی قرار گیرد. در بخش اول از این پایان نامه به بررسی انتشار امواج خطی تحت تأثیر عواملی چون میدان مغناطیسی خارجی، نا همگنی فضایی بار الکتریکی، و نا همگنی در میدان های الکتریکی و مغناطیسی پرداخته شده است. رابطه پاشندگی خطی محاسبه شده و از این طریق شرط پایداری مدهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بررسیها نشان می دهد عواملی همچون میدان مغناطیسی خارجی و ناهمگنی فضایی بار و میدانها می تواند به جفت شدگی بعضی از مدها با یکدیگر منجر شود. در بخش دیگری از این پایان نامه با به حساب آوردن آثار غیر خطی، انتشار امواج غیر خطی در شبکه بلور مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه تأثیر میدان مغناطیسی خارجی، نا همگنی فضایی بار الکتریکی، و نا همگنی در میدان های الکتریکی و مغناطیسی را در نظر گرفته و معادلات حرکت برای این شرایط نوشته شده است. در توصیف معادلات غیر خطی، از روش اختلال کاهشی در این کار استفاده شده است. رابطه پاشندگی خطی و غیر خطی با استفاده از تقریب پیوستار و گسسته بدست آمده است. نتایج نشان می دهند که معادله حاکم بر دامنه اولین هارمونیک جابجایی، از معادله شرودینگر غیر خطی تبعیت می کند. شرط رخداد ناپایداری مدولاسیونی نیز در پایان بررسی شده است. در این پایان نامه سعی می شود تا مدهایی که در این ساختار امکان انتشار دارند، مورد مطالعه قرار گیرند. پایداری و پلاریزاسیون مدها از جمله ویژگیهای رفتاری مهمی است که تحت تأثیر عوامل مختلف خارجی قابل بررسی است، که در این کار به مطالعه آن پرداخته شده است. همچنین نقش برهم کنش دومین همسایه نیز به حساب آورده شده و نشان داده شده که تأثیر این اثر در تعیین ناحیه پایداری مدولاسیونی ناچیز است.

مد چرخشی صوتی یکی از انواع مدهای مهم پلاسما می باشد که در پلاسمای محصور در سیستم های استوانه ای با تقارن محوری دیده می شود. از آنجایی که در بسیاری از پروژه های آزمایشگاهی و تحقیقاتی پلاسما، وجود یک میدان مغناطیسی لازم است؛ بررسی نحوه ی تاثیر این میدان روی مد مربوطه ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه، سعی بر آن بوده است که مد چرخشی صوتی برای پلاسمای غبارآلود در حضور میدان مغناطیسی و به صورت خطی بررسی شود. محاسبات ریاضی و تحلیل نمودارها نشان می دهد که حضور میدان مغناطیسی می تواند پتانسیل سیستم و نحوه توزیع چگالی ذرات غبار را دستخوش تغییر کند. هم چنین، میدان مغناطیسی فاکتور مهمی است که در رابطه پاشندگی مد چرخشی وارد شده و با تنظیم مقدار آن، می توان این رابطه را تغییر داد.

بلور پلاسمای غبارآلود در اثر آرایش منظم ذرات غبار در یک پلاسمای غبارآلود شکل می گیرد. این بلورها، در اثر برهم کنش الکترواستاتیکی قوی بین ذرات غبار سنگین، ایجاد می شوند. یافته های تجربی حاکی از آن است که، در یک بعد، دانه های غبار در امتداد هم و در ساختاری زنجیر مانند، بلور یک بعدی ایجاد می کنند. در دو بعد، اغلب ذرات به تشکیل ساختارهای شش گوشی تمایل دارند. در سه بعد، ساختار غالب، ساختار bcc و fcc است. یکی از محسوس ترین شبکه های سه بعدی که دانه های غبار به ایجاد آن تمایل دارند، شبکه bccاست.این ساختار ، یک ساختار تناوبی است و در این شبکه تمامی ذرات همانند هم عمل می کنند. در شبکه bcc، هر ذره غبار، هشت همسایه نزدیک دارد که به آن نیرو وارد می کنند. شبکه های غبار دربرگیرنده مدهای خطی متفاوتی هستند، اگر دامنه موج بزرگ باشد، آثار غیرخطی نیز مورد توجه قرار می گیرند. در یک محیط پاشنده غیرخطی، مدولاسیون دامنه یکی از آثار غیرخطی مهم است، که به تغییرات کند مختصات فضا و زمان در دامنه موج وابسته است. هدف ما در این فصل مطالعه مدولاسیونی دامنه بسته موج های غبار شبکه، در شبکه سه بعدی پلاسمای غبارآلود است. برهم کنش بین ذرات غبار باردار، از نوع پتانسیل یوکاوافرض می شود. تمامی ذرات جرم و بار الکتریکی (منفی) یکسان دارند. اگر چه پدیده اتلاف در پلاسمای غبارآلود، پدیده ای غیرقابل انکار است و بر اساس چگالی و فشار پلاسما مقادیر متفاوتی کسب می کند، در اینجا سعی شده است از جمله مربوط به اصطکاک (در اثر برخورد ذرات غبار با ذرات خنثی) که به بروز آهنگ میرایی می انجامد، صرف نظر شود.

در این پایان نامه پتانسیل الکتروستاتیک ما بین دو دانه غبار در پلاسمای غبار آلود بررسی شده است. با فرض تعادل حرارتی و اعتبار تقریب خطی، پتانسیل به صورت دبای هاکل (یوکاوا یا پوششی کولنی) می باشد، که در آن دانه غبار به صورت بار نقطه ای فرض شده است. بزرگ بودن انرژی پتانسیل الکترون ها و یون ها در مقایسه با انرژی جنبشی آن ها، حل غیرخطی معادله پواسون- بولتزمان را الزامی می کند. در صورتی که دانه غبار را به صورت کره باردار در نظر بگیریم، پتانسیل dlvo حاصل می شود. در محیط پلاسما دانه های غبار عموماً در ناحیه غلاف پلاسما (نزدیک الکترود پایینی؛ جایی که نیروی ناشی از میدان الکتریکی موجود در غلاف با نیروی وزن ذرات خنثی می شود) قرار می گیرند. بنابراین میدان الکتریکی بر توزیع پتانسیل اطراف دانه غبار باردار رسانا، تأثیر می گذارد. همچنین در صورتی که دانه غبار، دی الکتریک باشد، باعث قطبش آن و تغییر توزیع پتانسیل اطراف آن می شود. در بخش آخر این پایان نامه، با استفاده از پتانسیل دوقطبی - دوقطبی، اثر قطبش ذرات غبار بر انتشار امواج طولی و عرضی در زنجیره یک بعدی بلور پلاسمای غبار آلود بررسی می گردد. قطبش ذرات غبار که تحت تأثیر میدان الکتریکی موجود در غلاف پلاسما ایجاد می شود، رابطه پاشندگی و سرعت انتشار موج را تغییر می دهد. به طوری که ممکن است باعث ناپایداری یا میرایی موج منتشر شده شود.

بررسی نقایص در موارد زیادی از جمله در کریستال های مایع، آلیاژها، مواد نرم و کریستال پلاسمای غبار آلود و غیره توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در کریستال ها هر انحرافی از شبکه یا ساختار دوره ای کامل یک نقص به شمار می رود. نقایص نقش بسزایی در کنترل ویژگی های مهم مواد دارند، برای مثال وجود نقص در پایداری و قدرت مواد اهمیت فراوانی دارد. در این پایان نامه پس از معرفی پلاسما، پلاسمای غبار آلود و کریستال پلاسمای غبار آلود به معرفی مدل فرنکل-کونتورووا و کاربرد های آن در فیزیک حالت جامد (از جمله در بررسی نقایص) می پر دازیم. از آن جا که کریستال هایی که در پلاسمای غبار آلود شکل می گیرند اغلب از نوع کریستال های هگزاگونال دو بعدی هستند در فصل سوم این پایان نامه به مطالعه ی کریستال های هگزاگونال دو بعدی همراه با نقص تهی جا ( نوعی نقص نقطه که از نبود ذره در جایگاه خود در شبکه ایجاد می شود ) پرداخته و با استفاده از مدل فرنکل-کونتورووا روابط پاشندگی موج شبکه غبار را در این سیستم که در واقع ترکیبی از سلول های هگزاگونال شکل و لانه زنبوری است بدست می آوریم.

چکیده: در این پروژه، ابتدا بررسی نظری بر روی پدیده پلاسمون های سطحی و ویژگی های آنها صورت گرفته است. خواص اپتیکی و سطحی لایه های نازک نقره و آلومینیوم و چند لایه ای های نازک نقره – فلزات دیگر (آلومینیوم، مس و ...) مورد مطالعه قرار گرفته است. لایه های نازک فلزات نقره، آلومینیوم، مس و ... به روش کندوپاش مگنترون، بر روی زیر لایه هایی از جنس شیشه ی بی ریخت، انباشت شده اند. تغییر توان بازتاب چند لایه ای های نازک نقره – فلزات (آلومینیوم، مس و ...) در اثر تغییر ضخامت لایه ها بررسی گردیده است. خواص اپتیکی لایه ها با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر دو پرتویی در گستره طول موج های 1100-200 نانومتر مورد مطالعه قرار گرفته است و گستره ضخامت لایه های مورد مطالعه از 120-10 نانومتر انتخاب گردیده است. برای بررسی تغییرات خواص سطحی و مورفولوژی(تغییر دانه بندی و زبری) این چند لایه ای ها در اثر تغییر ضخامت و نوع فلز انباشتی از آنالیز های میکروسکوپ الکترونی (sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) استفاده شده است.

در این کار تحقیقی، به ویژگیهای لیزر مرتبط با طیف نگاری، اصول و روشهای مختلف طیف نگاری بویژه طیف نگاری لیزری پرداخته شده است. طیف نگاری جذبی که زیر مجموعه طیف نگاری لیزری بوده مورد بررسی قرار گرفته و سپس طیف نگاری فوتوترمال ( به طور اخص طیف نگاری عدسی گرمائی) که از جمله طیف نگاریهای جذبی محسوب می شود بحث گردیده است. در طیف نگاری عدسی گرمائی به نوع دو پرتوی آن توجه شده و آزمایشها بر اساس آن انجام و نتایج تحلیل گردیده است. با استفاده از مبانی فیزیکی و اپتیکی موضوع، ضریب پخش گرمائی غلظت های مختلف پلی متیل متا کریلات ((pmma حل شده در کلروفرم و ضریب پخش گرمائی حلالهائی مانند (کلروفرم، استن، متانول، اتیل استات، هپتان، دی اتیل اتر) با استفاده از روش طیف نگاری عدسی شدگی گرمائی دو پرتوی پالسی اندازه گیری شده است. پالسهای هارمونیک دوم 532 نانومتر مربوط به لیزر نئودیمیوم– یاگ سوئیچ q شده به عنوان منبع گرما و لیزر هلیوم– نئون با پایداری مناسب شدت، به عنوان پرتو گمانه استفاده شده است. نتیجه اینکه با افزایش غلظت pmma ضریب پخش حرارتی نمونه ژل کاهش می یابد و کمترین مقدار بدست آمده برای ضریب پخش گرمائی pmma جامد، حدود 000024/0 می باشد.

بخش عمده ای از کارهای تحقیقاتی اخیر در زمینه پلاسما به پلاسمای کوانتومی اختصاص یافته است. اسپین الکترون به عنوان یکی از جالبترین تأثیرات کوانتومی، جدیدترین زمینه این مطالعات را شامل می شود. در این رساله پس از معرفی پلاسمای کوانتومی انتشار غیرخطی موج غبار-صوتی در پلاسمای کوانتومی با درنظر گرفتن اثر اسپین الکترون مطالعه می شود. در فصل اول، کلیاتی راجع به مفاهیم اولیه پلاسمای کوانتومی و تفاوت آن با پلاسمای کلاسیک مطرح شده و با به دست آوردن پتانسیل شبه فشاری بوهم، انتشار چند موج خاص در آن محیط مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل دوم، روابط مورد نیاز جهت توصیف تأثیر اسپین الکترون در پلاسمای مغناطیده کوانتومی به دست می آید و با استفاده از آن روابط و توسط آنالیز اختلالی انتشار موج یون- صوتی در پلاسمای کوانتومی مغنا طیده مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل سوم، روابط مورد نیاز برای توصیف پلاسمای کوانتومی غبار آلود به دست آمده و با استفاده از آنالیز اختلالی به بررسی غیر خطی انتشار موج صوتی در پلاسمای مغناطیده کوانتومی با در نظر گرفتن اسپین الکترون پرداخته شده است. آنالیز اختلالی در دو بخش، با در نظر گرفتن مدولاسیون دامنه و بدون در نظر گرفتن مدولاسیون دامنه انجام داده شده است. آنالیز انجام شده نشان دهنده تاثیر قابل توجه اسپین الکترون روی انتشار آن موج در محیط پلاسما می باشد.