Верхнегибридное колебание - Upper hybrid oscillation

В физика плазмы, верхнегибридное колебание это режим колебание намагниченного плазма. Он состоит из продольный движение электронов перпендикулярно магнитное поле с соотношение дисперсии

${\displaystyle \omega ^{2}=\omega _{pe}^{2}+\omega _{ce}^{2}+3k^{2}v_{\mathrm {e,th} }^{2}}$,

в которой единицы cgs )

${\displaystyle \omega _{pe}=(4\pi n_{e}e^{2}/m_{e})^{1/2}}$

электрон плазменная частота, и

${\displaystyle \omega _{ce}=eB/{m_{e}c}}$

электрон циклотронная частота.

Это колебание тесно связано с плазменное колебание в незамагниченной плазме или параллельно магнитному полю, где ω_pe член возникает из-за электростатической кулоновской восстанавливающей силы и 3k²v_{e, th}² член возникает из восстанавливающей силы электронного давления. В верхнем гибридном колебании возникает дополнительная возвращающая сила из-за Сила Лоренца. Рассмотрим плоская волна где все возмущенные величины меняются как exp (я(kx-ωт)). Если смещение в направлении распространения равно δ_Икс, тогда

v_Икс = -яωδ

ж_у = нев_ИксB_z/c = -яω (neB_z/c) δ

v_у = -ж_у/яωнм = (eB_z/MC) δ

ж_Икс = -нев_уB_z/c = -(нм)(eB_z/MC) ²δ

а_Икс = -ω_ce²δ

Таким образом, перпендикулярное магнитное поле эффективно обеспечивает гармонический восстанавливающая сила с частотой ω_ce, объясняя третий член в дисперсионном соотношении. Орбиты частиц (или траектории жидкости) равны эллипсы в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, вытянутой в направлении распространения.

Частота длинноволновых колебаний представляет собой "гибрид" или смесь электронной плазменной и электронной циклотронной частот,

ω_час² = ω_pe² + ω_ce²,

и известен как верхняя гибридная частота. Также существуют более низкие гибридные частоты и нижнегибридные колебания.

Для распространения под углами, наклонными к магнитному полю, одновременно существуют две моды. Если плазменная частота выше циклотронной частоты, то верхнегибридное колебание непрерывно трансформируется в плазменное колебание. Частота другой моды колеблется от циклотронной частоты до нуля. В противном случае частота моды, связанной с верхнегибридным колебанием, остается выше циклотронной частоты, а мода, связанная с плазменным колебанием, остается ниже плазменной частоты. В частности, частоты задаются выражением

${\displaystyle \omega ^{2}=(1/2)\omega _{h}^{2}\,\left(1\pm {\sqrt {1-\left({\frac {\cos \theta }{\omega _{h}^{2}/2\omega _{c}\omega _{p}}}\right)^{2}}}\right)}$

Смотрите также

• Плазменные колебания
• Нижнегибридное колебание
• Список статей по плазме (физике)