束－等离子体不稳定性直接放大电磁波及其对太阳Ⅲ型爆的解释

弱磁化相对论电子束注入等离子体时，由非共振波粒相互作用激发的束－等离子体不稳定性可以直接放大电磁波，计算结果表明：在偏离共振条件的区域，电磁波仍可在较宽的频率范围被放大，并在每个共振峰下形成平台结构。随着谐波数的增高，增长率峰值逐渐变小，峰宽也变窄。本文还分析了电磁波的增长率随背景参数ω＿（ｐｅ）／Ω＿ｅ及高能电子的入射方向和辐射方向的变化规律，在典型的日冕条件下，此类不稳定性所放大的电磁波的增长率大小、带宽、方向性、偏振及谐波等性质，可以用来解释太阳Ⅲ型射电爆发现象，本文的研究亦可用来解释其他天体等离子体辐射。     

空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射

本从弱湍动等离子体理论出发,由Ｖｌａｓｏｖ方程导出Ｍａｓｅｒ效应作用机制下共振波的演化规律,并且讨论了尘埃等离子体电子束入射情况下,共振Ｌａｎｇｍｕｉｒ波的增长率,研究结果表明,Ｍａｓｅｒ效应比其它不稳定性（如本中论及的束流不稳定性等）能更好的解释空间中反常Ｌａｎｇｍｕｉｒ辐射现象。     

太阳运动IV型射电爆发的相干辐射模型

为解释太阳运动IV型射电爆发的相干辐射机制提出一个理论模型．从耀斑中产生的高能电子，可以被扩展上升的太阳磁流管俘获．在磁流管顶部，这些高能电子的速度分布形成为类束流速度分布，激发束流等离子体的不稳定性，并且主要直接放大O模电磁波．不稳定性增长率敏锐地依赖了日冕等离子体参数，fpe／fce和射束温度Tb，这能定性解释在太阳运动IV型射电爆发中观测到的高亮温度和高偏振度，以及宽频谱的特性．     

空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射

本文从弱湍动等离子体理论出发,由Ｖｌａｓｏｖ方程导出了Ｍａｓｅｒ效应作用机制下共振波的演化规律;并且讨论了尘埃等离子体电子束入射情况下,共振Ｌａｎｇｍｕｉｒ波的增长率．研究结果表明,Ｍａｓｅｒ效应比其它不稳定性（如本文中论及的束流不稳定性等）能更好地解释空间中的反常Ｌａｎｇｍｕｉｒ辐射现象．     

太阳运动Ⅳ型射电爆发的相干辐射模型

为解释太阳运动Ⅳ型射电爆发的相干辐射机制提出一个理论模型.从耀斑中产生的高能电子,可以被扩展上升的太阳磁流管俘获.在磁流管顶部,这些高能电子的速度分布形成为类束流速度分布,激发柬流等离子体的不稳定性,并且主要直接放大O模电磁波.不稳定性增长率敏锐地依赖了日冕等离子体参数fpe/fce和射束温度Tb,这能定性解释在太阳运动Ⅳ型射电爆发中观测到的高亮温度和高偏振度,以及宽频谱的特性.     

由束流不稳定性直接放大电磁波的弱磁化修正

本文在文［３］的基础上，考虑背景电磁波色散方程的弱磁化修正，在１＜ωｐｅ／Ωｅ＜１０的范围内（主委适用于太阳高日冕、行星际空间及星系射电喷流等），计算了由束流不稳定性直接放大正常模和反常模的增长率。增长率随着频率、ωｐｅ／Ωｅ、电磁波传播角以及非热电子入射角等参数的变化规律，和忽略磁场时的结果与文［３］大体相同，但是反常模的增长，则随着ωｐｅ／Ωｅ的增大而受到明显的抑制，因而在本文参数范围内，束流不稳定性所放大的电磁波以正常模为主，可以解释太阳ＩＩＩ型爆发和星系射电喷流的偏振性质。     

太阳射电辐射的自调制模型

本文采用几何光学近似，研究在日冕条件下，沿着磁场传播的电磁波产生非线性自调制不稳定性的可能．发现只有分米波和米波段的射电爆发，可以在日冕外层产生纵向和横向的自调制不稳定性．而在其它波段，如光学、X射线和高频电磁波，则不会产生这样的非线性不稳定性过程．由纵向自调制不稳定性产生的精细结构具有包络孤波的形状．     

由束流不稳定性直接激发电磁波来解释太阳射电Ⅲ型爆发

本文在用MHD理论研究等离子体束流不稳定性时发现:在电子等离子体频率附近可以激发出宽频带电磁波,其时间尺度、方向性、相对带宽、偏振特性及谐波结构等理论预期,在典型的日冕参数下,和米波段太阳射电Ⅲ型爆发的观测结果基本吻合.这一机制还可避免经典的等离子体辐射理论中由Langmuir波转换成横电磁波的效率较低的主要困难.     

剪切流动和电阻撕裂模的相互作用

本文在细长柱位形下数值研究了具有剪切流动的电流片中电阻撕裂模不稳定性的非线性演化。结果表明，电流片附近Ｓｅｃｈ形式的剪切流动，将导致电阻撕裂模不稳定性的发展，且不稳定性增长率随着剪切参数Ｒｒ的增加而增长，导致磁岛的形成和快速的磁能释放。这种剪切流动和撕裂模的耦合过程以及超热不稳定性的相互作用，改变了磁拱中的磁场剪切强度或者说电流密度梯度，从而驱动电阻撕裂模不稳定性的发展，这种过程对于等离子体电流密     

SPIKES和FFS辐射偏振状态的快速逆转

本文简述了1991年5月16日叠加在一个47GB微波大爆发上的快速精细结构(FFS)和spike群的偏振状态.在相隔100MHz的2645、2545MHz两频率上,spike的偏振状态随时间或随频率在50～100ms量级短时标内发生快速交替变化.我们认为这可能与小尺度空间内spike辐射源区的等离子体密度出现短时标的波动及磁场强度的起伏有关.这种波动和起伏使得等离子体频率与磁迴旋频率的比值(ω_p/Q_e)在2~(1/2)附近起伏变化,从而造成电磁波X波模和O波模的电子迴旋脉塞不稳定性增长率交替支配着电磁波的辐射,产生spike 辐射偏振状态的逆转.     

窄吸积环动力学不稳定性的数值解

本文在细环近似和共转半么位移不为零的条件下，考虑吸积环中非轴对称动力学不稳定性的线性扰动过程，采用数值计算方法求得不稳定性的线性增长率和共转半径位移随波数的变化关系，发现线性增长率受共转半径不为零的影响较小，而共转半径位移项随波数的色散关系与线性Ｋｄｖ方程的色散关系相同，说明窄吸收环在动力学不稳定性数值模拟中出现的“行星状解”很可能是类似于Ｋｄｖ方程中的孤子解。     

磁通量片的Helmholtz不稳定性

本文分析了被等离子体约束由两个间断面组成的有限厚度磁通量片的Helmholtz不稳定性,导出了不稳定条件,若片的厚度趋于无穷则此条件与一个间断面时相同。还给出了两个间断面的色散关系。结果表明,两个间断面时的磁致稳作用比一个间断面时有所减弱,而约束等离子体的致稳作用相对增强,但两种情况具有相同量级的不稳定增长率。     

定量化无碰撞等离子体中波粒相互作用的理论研究

在无碰撞等离子体中,波粒相互作用会引起电磁场与粒子之间能量转移,其结果之一是重塑粒子速度分布函数.因而,如何定量化波粒相互作用是日球层和天体等离子体研究中的一个基础问题.近年来,在定量化波粒相互作用问题的研究中,取得了很多重要成果.将主要介绍相关理论研究上的进展,特别是,将重点介绍新近提出的度量共振和非共振波粒相互作用的理论方法.还将介绍该方法在度量内日球层阿尔文模式波、质子束流不稳定性和电子热流不稳定性中波粒相互作用上的应用.     

不稳定性和频谱演化──再论等离子体辐射与其它辐射机制的关系

本文力图阐明的一个基本观点是:由等离子体不稳定性所激发的电磁波幅度的增长从本质上揭示了辐射过程内部的波粒相互作用对辐射频谱演化的贡献。因此,等离子体辐射理论是建立在经典电动力学的辐射理论的基础之上,并以各种基本辐射过程(如轫致辐射、回旋及同步辐射等)的平衡态为初始条件,从而发展起来的动态辐射理论。     

太阳风中离子束流与电磁离子回旋波的相互作用

正电磁离子回旋波是指频率低于或者接近离子回旋频率的电磁波,其存在左旋和右旋两种偏振状态.通过回旋共振相互作用,电磁离子回旋波能直接与粒子发生能量交换,对太阳风等离子体加热和加速等能化现象起着重要作用.然而,太阳风中电磁离子回旋波的激发机制及其波粒相互作用尚未完全清楚.本学位论文深入、系统地研究了太阳风等离子体环境下离子束流对电磁离子回旋波激发机制的影响及其波粒相互作用,为进一步理解与解释太阳风中微观等离子体物理过程、     

太阳风中阿尔文波的研究进展

阿尔文波在太阳风中普遍存在,对其中等离子体的加热与加速有重要意义.从太阳风中的结构、太阳风湍流、太阳风全球模型、等离子体不稳定性(参量衰变不稳定性和火蛇管不稳定性)、太阳风的加热与加速等方面,总结了近年来太阳风中阿尔文波相关的研究进展.结合目前的研究趋势,从亚阿尔文速太阳风、太阳风全球模型和太阳源区3个方向展望了未来阿尔文波的相关研究.     

射电喷流中相对论电子束激发的不稳定性

本文作者用相对论电子束在等离子体中运动时的色散关系讨论了纵向传播的波模的稳定性，发现静电Ｌａｎｇｍｕｉｒ波和Ａｌｆｖｅｎ波是不稳定的，并计算了其增长率，而高频电磁模和硝声模是稳定的。相对论电子束激发的Ｌａｎｇｍｕｉｒ波和Ａｌｆｖｅｎ波的不稳定性可用于解释射电喷流中相间的热斑、粒子再加速、辐射机制以及能量传输问题。     

太阳大气中动力学阿尔文波的产生与加热研究进展

动力学阿尔文波是垂直波长接近离子回旋半径或者电子惯性长度的色散阿尔文波.由于波的尺度接近粒子的动力学尺度,动力学阿尔文波在太阳和空间等离子体加热、加速等能化现象中起重要作用.因此,动力学阿尔文波通常被认为是日冕加热的候选者.本研究工作深入、系统地调研了太阳大气中动力学阿尔文波的激发和耗散机制.基于日冕等离子体环境,介绍了几种常见的动力学阿尔文波激发机制:温度各向异性不稳定性、场向电流不稳定性、电子束流不稳定性、密度非均匀不稳定性以及共振模式转换.还介绍了太阳大气中动力学阿尔文波的耗散机制,并讨论了这些耗散机制对黑子加热、冕环加热以及冕羽加热的影响.不仅为认识太阳大气中动力学阿尔文波的驱动机制、动力学演化特征以及波粒相互作用提供合理的理论依据,而且有助于揭示日冕等离子体中能量储存和释放、粒子加热等能化现象的微观物理机制.     

等离子体团型日冕物质抛射的形成机制

本文在球坐标二维磁静力平衡基态下，数值研究了电阻撕裂模不稳定性引起日冕电流片中发生磁场重联的过程，结果表明发生了具有两个Ｘ线的磁场重联，形成了磁岛和高温高密度的等离子体团，等离子体团在向上运动过程中有着明显的膨胀，其上升速度和膨胀过程与等离子体β值有关，这些结果可用于解释等离子体团型日冕物质抛射的形成。     

活动星系统中相对论电束的物理效应

本文研究了Ｂｌａｚａｒ天体的辐射性质，提出一种新的喷流模型，即具有幂律分布的极端相对论电子团从中心核注入喷流等离子体中，它在一定的注入速度下，不仅能在喷流等离子体中激发等离子体湍动，产生电磁波的相干辐射，而且产生强的同步辐射，利用等离子体的弱湍理论，我们研究了极端相对论电子力在喷流等子体中的辐射过程，并详细研究了它在解释Ｂｌａｚａｒ天体辐射特性中的应用，本文认为，Ｂｌａｚａｒ天体的不稳定辐射与极端