低周波振動場のポンデロモ-ティブ力に起因する非線形現象の実験的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680497
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 本沢 忠夫 宇都宮大学, 工学部, 教授 (20023707)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斎藤 和史 宇都宮大学, 工学部, 助手 (70251080) ; 長沢 武 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (10118440)
• Keywords: 低周波振動場 / ポンデロモ-ティブ力 / 非線形現象 / 包絡衝撃波 / プラズマの排除 / 励起波波束

Research Abstract

イオンプラズマ周波数程度の周波数をもつRF電圧をプラズマに印加して、低周波振動または波動をプラズマ中に励起してやり、それらの低周波振動場の圧力ともいえるポンデロモ-ティブ力がプラズマ中のイオン成分に働いて引き起す非線形現象の幾つかについて実験的に調べることを目的として研究してきた。
今年度は、まず、(1)イオン波波束を励起し、その先端部分に着目し、その部分の波の包絡線の形が伝播と共にどう進化するかを詳しく調べた。その結果、波の振幅を十分大きくした時、その部分が急峻化(steepening)を起し、所謂、包絡衝撃波が形成されることを実験的に確認した。この波動の分散性を非線形性とだけからは、この急峻化は起り得ないことになる。イオン波振動場のイオン・ポンデロモ-ティブ力が働くとして、実験的に確認された包絡衝撃波の形成が可能になる。この事実よりポンデロモ-ティブ力の存在が示されたと言える。さらに、このポンデロモ-ティブ力の作用で発生したと考えられる反射イオン群が包絡衝撃波の前面で観測されている。以上の結果の詳細は文献で発表されている。次に、(2)イオンビーム・プラズマ系内に矩形波変調されたRF電圧を印加し、励起波波束の終端部分に着目し、振動場のイオン・ポンデロモ-ティブ力のためにプラズマの一部が振動領域から後方に向け排除される様子、さらに、排除されたプラズマ塊の振舞い等について現在研究中である。

Research Products

• [Publications] T.Honzawa: "Formation and Evolution of Envelope Shocks of Ion Plasma Waves" Phys. of Plasmas. 2・12. 4470-4475 (1995)
• [Publications] T.Honzawa: "Changes of Plasma Potential Induced by Ion-Beam Injection" Phys. of Plasmas. 3・1. 89-93 (1996)
• [Publications] T.Nagasawa: "Effects of the Ion-Beam Density and Velocity on the Excitation of Multiple-Mode Soliton" Phys. of Plasmas. 3・8. 2864-2868 (1996)
• [Publications] Y.Saitou: "Observation of Spontaneously Excited Chaos-Like Ion Plasma Oscillations" Phys. of Plasmas. 2・10. 3605-3608 (1995)