Исследование оптики ударно-сжатой сильно корреляционный, взаимосвязанный плазмы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ
жүктеу/скачать 0,63 Mb.
|
Статья
| ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ
В этой статье представлены новые экспериментальные данные по поляризованной отражательной способности взрывоопасной плотной ксеноновой плазмы с плотностью числа свободных электронов ne = 3,3 × 1021 см−3 с использованием лазерного излучения с частотой 𝜈las = 4,33 × 1014 с−1 и углами падения 𝜃 = 55-70◦ Результаты наших новых измерений и ранее полученные данные представлены в таблицах 1 и 2. На рисунках 3 и 4 также представлены экспериментальные данные по отражательной способности плотной плазмы, причем новые данные отмечены звездочками. Для определения состава и термодинамических параметров исследуемой плазмы были выполнены расчеты для ударно-сжатого состояния с использованием модифицированного кода Saha IV.По нашей оценке, локальное тепловое равновесие с ni =ne достигается за фронтом ударной волны примерно через 470 нс после входа ударной волны. Отражательную способность измеряли по истечении этого времени с интервалом в 10 нс. Погрешность оптических измерений составляет около 10%. В таблице 3 приведены рассчитанные термодинамические параметры плазмы, образующейся при ударе, за фронтом удара во время измерения отражательной способности. Последнее дается с точностью до 15%. Оптические свойства среды определяются функцией ее диэлектрической проницаемости. Это было показано в ссылке. Что описание сильно коррелированной плазмы требует учета процессов столкновения между частицами и эффектов экранирования. Предполагая одномерную зависимость функции диэлектрической проницаемости от координаты z вдоль направления зондирования, ее можно записать в виде обобщенной формулы Друде. Где - частота плазмы, общая частота столкновений ne(z) и ni(z) распределение плотности электронов и атомов вдоль оси z соответственно. Основной вклад в общую частоту столкновений, которая связана с динамической проводимостью, вносят электрон-ионные и электрон-атомные столкновения. Как известно из динамической проводимости при учете поперечных сечений столкновений, вклады электрон-электронных столкновений, которые имеют значение в невырожденной области Θ ≫ 1, могут быть учтены с помощью коэффициента перенормировки, см. ссылки. При описании распространения электромагнитной волны мы можем аппроксимировать исследуемую среду как ступенчатую, состоящую из двух полупространств с диэлектрической проницаемостью и В случае наклонного зондирования мы получаем формулы Френеля. Этот подход использовался рядом авторов, однако удовлетворительного описания эксперимента получено не было. Использование простых формул Френеля для расчета отражательной способности подразумевает отсутствие пространственной структуры в зоне фронта ударной волны (нулевая толщина), что неприменимо для газовой среды. Это было показано в ссылке. то, что такой ступенчатый профиль плотности не позволяет правильно описать оптический эксперимент, в частности, положение угла Брюстера, объяснить невозможно. Более правильным подходом является решение волновых уравнений Гельмгольца с учетом пространственной структуры переходной зоны. В нашей работе мы рассчитали отражательную способность, используя Ферми-подобный профиль для плотности свободных электронов во фронте ударной волны. где A, B и C - подходящие параметры, ne - плотность числа свободных электронов в зоне полностью выделившейся плазмы. Предполагая локальное термодинамическое равновесие, профиль плотности нейтральных атомов na (z) был получен из уравнения Саха со сдвигом Дебая, подробности см. в ссылке. Результаты расчета отражательной способности, теперь также включающие новые экспериментальные данные, показаны на рисунках 3 и 4. жүктеу/скачать 0,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|