1、________________________________________這個項目是由中國自然科學基金贊助 （Nos. 10110784, 10110799 與 10175013）中文 中文 3295 字在大氣條件下在部分電離等離子體層的高頻率的電磁 在大氣條件下在部分電離等離子體層的高頻率的電磁波的功率吸收 波的功率吸收郭斌，王曉鋼等離子體科學與工程中心的材料改性國家重點實驗室，大連理工大學物理系，大連，116024，中國摘要：

2、我們已經(jīng)研究了在大氣條件下,電磁波在金屬覆蓋的的非磁化等離子體層中的吸收，反射，和傳輸，而不是在前一次研究中發(fā)現(xiàn)的對等離子體層工作傳播電磁波的吸收，用常壓等離子體界面和金屬表面之間的無限時間思考出的等離子體層的吸收的總功率的一般公式被首次推導出。等離子體參數(shù)的影響，尤其是正離子組分的關系，對功率吸收過程中等離子體的負離子和電子也被拿來討論。結果表明:負離子的存在大大降低了電磁波的功率吸收,電磁波的吸收也被計算出來了。關鍵詞：電磁波；電磁

3、波與等離子體的相互作用1 介紹電磁波與等離子體的相互作用是等離子體物理學中一個重要問題[1~2]。近年來，電磁波在低溫等離子體中的傳播的研究吸引了越來越多的關注，因為其具有在大氣壓力排放中電磁波的吸收的潛在應用[3~8]。維德馬[4]發(fā)現(xiàn)冷碰撞等離子體中產生的氛圍壓力排放可以作為寬帶吸收；拉魯西等人[5]之后又相繼研究了在高等離子體的壓力(大氣)中微波的傳播；Koretzky 等人[6]最后證明了等離子體炬也能有效地吸收微波；劉[7]

4、和唐[8]等人最近討論了在均勻磁化板等離子體模型中雷達波的吸收、反射和透射，這些文章主要集中于電子在吸收、反射和傳播的能力上的作用。很容易理解，當一個高頻電磁波在部分電離的等離子體中傳播時，是等離子體中的電子數(shù)量響應波激發(fā)高頻電子模式，然后這些模式中性氣體粒子背景下生成集體電子運動和電子-中性粒子的碰撞去消散波能量。然而,在大氣環(huán)境中,總是存在一大部分氧氣分子，由于其高電負性,這些氧氣分子可以很容易地捕獲電子成為負離子。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在

5、大氣條件下，帶負電荷的離子數(shù)量在負電荷中高達 80%，負離子的存在組分可以有力地降低等離子體中的電子數(shù)量并影響電磁波的傳播。在本文中，我們關注在垂直入射等離子體均勻板模型中負離子對電磁波的吸收、反射和傳輸?shù)挠绊?。本文的結構如下：在第二部分，主要介紹了一個模型和相應的分析公式,尤________________________________________這個項目是由中國自然科學基金贊助 （Nos. 10110784, 10110799

6、 與 10175013）（6） ? ? ? ? ? ? ? ? V en V en V en J e e其中， 分別是電子，積極和消極粒子的速度，從牛頓方程 ? ? V V V , ,l=e,-）, ，對于帶電離子，由歐姆定律 , ) ( ln E e V m j l l ? ? ? ? ? E e V m j n ? ? ? ? ? ) ( ? ?= ，我們有電導率的表達式 ，然后 ? ? ? ? ? ? ? ? V en V en

7、V en J e e E J ? ? ? ?? ?or j ? ?1~我們可以得出這樣的結論：復雜的介電常數(shù)(7) ? ???? ???? ? ? ? ? ?? ???? ???? ? ? ? ? ? ??? ??? ?????2 222 222 222 222 222 22 ~11nn pnn penen penpnpenpervvvvvv jv v v????????????? ?在以上的式子中，我們容易得出 ， , ) (

8、2 / 102eepe me n? ? ? 2 / 12) (??? ? me nop ? ?電中性區(qū)有 n+=ne+n- 。 ,2 / 1 2? ? ??? ? ?? ???? me nop ? ?由于統(tǒng)一的等離子體的密度是常數(shù)，在一定入射波，在沒有內部反射的離子體中 保~r ?持不變，在大氣-等離子體界面 z=0 上，初始反射功率為 (8) i irror P P P ??? ??? ?2~~11其中， 2 是大氣-等離子的反射比例

9、，它也能反映出等~ ~1 /( ) 1 ( r r ? ? ? ? ? ?離子體與大氣的反射比例 是對等的。等離子體的內部，2~ ~ ' ) 1 /( ) 1 ( ? ? ? r r ? ? ?電磁波的能量為(9) ) 2 exp( ) 1 () 2 exp( ) ( ) 2 exp( ) (z Pz P P z P z Pior i t? ?? ?? ? ?? ? ? ? ?如果金屬被認為是一種理想的導體，其表面是一個