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1、等离子物理等离子物理等离子物理等离子物理第1页，本讲稿共21页目录目录4 42 23 31 1引言引言电磁波领域中带电粒子动力学电磁波领域中带电粒子动力学用实验坐标和时间的函数演示电子运动用实验坐标和时间的函数演示电子运动结论结论第2页，本讲稿共21页一个带电粒子与电磁波的相互作用对高一个带电粒子与电磁波的相互作用对高功率微波产生，粒子加速的根本和等离功率微波产生，粒子加速的根本和等离子体加热有根本的作用。目前已经有在子体加热有根本的作用。目前已经有在电磁波中带电粒子的相对论运动的各种电磁波中带电粒子的相对论运动的各种研究工作。研究工作。第3页，本讲稿共21页Jory和。例如例如Buchsba
2、um和和Roberts研究带电研究带电粒子在圆偏振电磁粒子在圆偏振电磁波中的相对论运动，波中的相对论运动，他们获得了对于粒他们获得了对于粒子的一种非线性能子的一种非线性能量方程。量方程。Trivelpiece和和Jory采用了摄采用了摄动理论和数值动理论和数值方法，研究带方法，研究带电粒子和线性电粒子和线性偏振电磁波的偏振电磁波的相对运动。相对运动。第4页，本讲稿共21页众所周知众所周知21最近，最近，bourdier等人研究了上述问等人研究了上述问题，通过使用哈密顿方法，已经提题，通过使用哈密顿方法，已经提出了关于粒子加速或微波产生的一出了关于粒子加速或微波产生的一些有趣结果以及可能的应用。
3、例如，些有趣结果以及可能的应用。例如，在参考文献三对运动积分进行了推在参考文献三对运动积分进行了推导，作者指出了粒子的动量可以用导，作者指出了粒子的动量可以用明确的空坐标函数明确的空坐标函数（，t是实验是实验时间，时间，z是实验坐标系，是实验坐标系，c是真是真空中的光速）表示。此外，空中的光速）表示。此外，Qian已经获得一些粒子运动关于已经获得一些粒子运动关于的功能解析表达式。的功能解析表达式。用明确的关于实验时间用明确的关于实验时间t或坐标或坐标z的函的函数表示粒子加速区域或高功率微波产生的位置，数表示粒子加速区域或高功率微波产生的位置，动量，和能量是有用并且可取的。然而，这一动量，和能量
4、是有用并且可取的。然而，这一点并没有在以前的工作中得到解决。在本文中，点并没有在以前的工作中得到解决。在本文中，我们第一次提出以上粒子的运动量问题，可以我们第一次提出以上粒子的运动量问题，可以在任何初始条件下用关于实验时间在任何初始条件下用关于实验时间t或坐标或坐标z的显函数表示。的显函数表示。第5页，本讲稿共21页本文安排本文安排第二部分第二部分第二部分第二部分第三部分第三部分第三部分第三部分第四部分第四部分第四部分第四部分我们将检验在电磁波中带电粒子运动积分的推我们将检验在电磁波中带电粒子运动积分的推演，提出一些紧凑的表达形式。演，提出一些紧凑的表达形式。使用了第二部分中的主要结果，我们将
5、倒置使用了第二部分中的主要结果，我们将倒置t与与z的关系，推导并给出一些粒子运动关于的关系，推导并给出一些粒子运动关于t与与z的解的解析函数问题。析函数问题。作出了概括总结。作出了概括总结。第6页，本讲稿共21页 假设电磁场具有以下真空关系：假设电磁场具有以下真空关系：E=D，H=B和和=kc，则，则电磁波领域中带电粒子动力学电磁波领域中带电粒子动力学第7页，本讲稿共21页电磁场中运动的电子的动量方程和能量方程可以表示为电磁场中运动的电子的动量方程和能量方程可以表示为第8页，本讲稿共21页 是电子的总能量，其中是电子的总能量，其中 m是电子的质量，是电子的质量，是相对论因子。是相对论因子。根据
6、方程根据方程 ，可以得到三个运动积分，可以得到三个运动积分其中，其中，是回旋频率，并且是回旋频率，并且 通过使用方程通过使用方程 ，定义定义 ，有有 。第9页，本讲稿共21页电子动量的三个组成部分可改写为电子动量的三个组成部分可改写为第10页，本讲稿共21页运用一些数学运算，我们再改写微分方程 和 其中，是共振频率。第11页，本讲稿共21页方程方程 5（a）-5（c）的通解如下（为节省空间，在这里）的通解如下（为节省空间，在这里不考虑不考虑 时的共振情况）时的共振情况）第12页，本讲稿共21页选择初始条件选择初始条件选择初始条件选择初始条件 ，可以确定三个积分，可以确定三个积分和六个常数和六个
7、常数第13页，本讲稿共21页根据方程（根据方程（3a），（），（4a）（4c）和（）和（6a）（6c），电子动量和相），电子动量和相对论因子可以写成解析函数对论因子可以写成解析函数和第14页，本讲稿共21页用实验坐标和时间的函数演示电子运动用实验坐标和时间的函数演示电子运动反转反转 BBC CDDAA第15页，本讲稿共21页等等阶阶方程（方程（6a）第16页，本讲稿共21页3.基于层次分析法综合评价基于层次分析法综合评价层次分析法评价柱状图：层次分析法评价柱状图：霍霍林林郭郭勒勒市市库库伦伦旗旗科科左左后后旗旗科科尔尔沁沁区区开开鲁鲁县县奈奈曼曼旗旗科科左左中中旗旗扎扎鲁鲁特特旗旗2007年年
8、2002年年1995年年第17页，本讲稿共21页4.基于灰色关联法综合评价基于灰色关联法综合评价与与级指标性能的关联离散值计算级指标性能的关联离散值计算 第18页，本讲稿共21页利用公司（利用公司（6c），和转换公式），和转换公式和和 ，可以求得，可以求得最终最终第19页，本讲稿共21页结论结论总之，我们研究了在均匀磁场和圆偏振电磁波中沿磁场方向运动的带总之，我们研究了在均匀磁场和圆偏振电磁波中沿磁场方向运动的带电粒子。带电粒子的位置（电粒子。带电粒子的位置（X，Y，Z），动量（），动量（pxpx，pypy，pzpz），相），相对因子对因子可以明确地表示为参数可以明确地表示为参数，z，t的显函数。这适用于粒子的显函数。这适用于粒子中的任何初始条件和左和右偏振波。而所得到的结果可可能对中的任何初始条件和左和右偏振波。而所得到的结果可可能对高功率微波产生，粒子加速，和等离子体加热具有潜在的应用高功率微波产生，粒子加速，和等离子体加热具有潜在的应用价值。价值。第20页，本讲稿共21页第21页，本讲稿共21页