بررسی اثر تغییرات دما بر غلاف پلاسما
Abstract
در دنیای امروز پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده شناخته و به فراوانی در خارج از زمین یافت می شود ، دارای خواص و ویژگی هایی منحصر به فرد استو برای اهداف و مقاصد بسیاری مورد مطالعه و استفاده قرار میگیرد ، اما این کار در روی زمین صرفا با محدود کردن پلاسما درون ابزار و ادوات ممکن است (حال می خواهد مطالعه برروی آن در آزمایشگاه باشد یا استفاده از آن در لوازم خانگی و صنعتی و ...). پس از معرفی پلاسما و مطالعه ی ویژگی های آن در می یابیم به علت اختلاف سرعت الکترونی و یونی و در نتیجه بازترکیب الکترون ها در نزدیکی هر دیواره ی جامدی، فزونی بار مثبت ویژگی شبه خنثایی پلاسما را با چالشی جدی مواجه می کند و پلاسما در صورت وجود شرایط لازم در تلاش برای بقا موفق می شود با ایجاد منطقه ای به نام غلاف خواص خود را خارج از این ناحیه حفظ نماید، غلاف پلاسما ویژگی هایی متفاوت از پلاسما دارد و تغییر پارامتر ها اثرات مختلفی بر آن باقی می گذارد. در بررسی این اثرات ابتدا به دنبال یافتن معادله های حاکم بر پلاسما و غلاف آن هستیم، بدین منظور با توجه به زیاد بودن ذرات موجود مدل های متفاوتی را بررسی می کنیم و با برگزیدن رهیافتی مناسب معادله های مورد نظر را به دست می آوریم. مشاهده ی اثر پارامتر ها بر غلاف را به کمک دو مثال آغاز می کنیم، در مثال اول سراغ غلافپلاسمای مغناطیده ای می رویم که فرکانس برخورد یونی آن وابسته به سرعت شارش یون ها باشد و با یافتن رابطه توانی میان این فرکانس و سرعت، برای دو حالت فرکانس برخورد ثابت و مسافت آزاد میانگین ثابت، با حل عددی معادله های مربوط و رسم نمودار مشخصه های غلاف به بررسی رفتار غلاف می پردازیمو در مثال دوم پلاسمایی که شامل برخورد های یون خنثی و دمای یونی است را در نظر میگیریم و با فرض تک دما بودن یون ها (مدل هم دما) و حل معادلات و رسم نمودار اثر دما را بر غلاف آن مطالعه می کنیم. سپس سراغ مطالعه ی اصلی خود، پلاسمای اکتیو گرم و غیر برخوردی می رویم، یعنی پلاسمایی که در آن یونیزاسیون صورت می گیرد و دمای یونی مخالف صفر است و از برخورد ذرات پلاسما با یکدیگر صرف نظر می شود. معادله های این چنین پلاسمایی را استخراج نموده، شرایط مرزی و اولیه ی مورد نیاز را پیدا و برای دو مدل هم دما و بی دررو معادله های پلاسما و غلاف را بازنویسی می کنیم و پس از بی بعد سازی آن ها را به روش عددی حل می کنیم، هر جا حل تحلیلی امکان پذیر بود از آن برای مقایسه ی جواب عددی استفاده می نماییم. با رسم نمودارها، با تغییر پارامترهای مورد نظر عمق به وجود آمدن غلاف و تغییرات دیگر ویژگی های آن را مشاهده می کنیم ودر پایان به تحلیل و بررسی نتایج خواهیم پرداخت.