Ранее на примере измерений, выполненных на экспериментальных
установках, было показано, что существуют условия, при которых ве-
личина амплитуды достаточно велика для выполнения обоих сформу-
лированных требований.
Далее рассматривается, как при поставленных условиях реализу-
ется обмен частицами между соседними слоями. Предполагается, что
нулевая линия синусоиды, представляющей рассматриваемую волну,
принадлежит слою, плотность плазмы в котором вначале, при отсут-
ствии возмущения, равна
n
0
. Этот слой плотности называется нуле-
вым. Сначала анализ проводится для полуволны, где плотность плазмы
в среднем выше, чем в нулевом слое. На рисунке этому соответству-
ет пространство над нулевой линией синусоиды. Принимается, что
градиент плотности во всей изучаемой области величина постоянная
(
dn
0
/dx
=
const
)
. В соседнем слое, расположенном выше нулевого
(“слой номер один”), плотность выше, и равна
n
1
=
n
0
+
h
(
dn
0
/dx
)
. В
слое, расположенном ниже нулевого (“слой номер минус один”), со-
ответственно
n
−
1
=
n
0
−
h
(
dn
0
/dx
)
.
Таким образом, имеем изогнутые
слои, которые до момента образования волны были плоскими.
Поставленное выше условие на область значений величины
h
по-
зволяет достаточно просто оценить величину потока частиц из верхней
в нижнюю часть плазмы. Прежде всего, учитывается, что обмен части-
цами внутри любого изогнутого слоя плотности отсутствует. Далее, из
сформулированных предположений следует, что на наклонных участ-
ках синусоиды обмен частицами между нулевым и соседними слоями
взаимно компенсируется, т.е. плотность в нем остается постоянной
в силу поставленного выше условия на величину
h
и постоянства
(
dn
0
dx
)
. Это связано с тем, что увеличение плотности в нулевом слое
за счет обмена частицами со слоем (1) в точности равно снижению
плотности за счет уменьшения числа частиц в результате обмена со
слоем (– 1). То же самое касается и любого другого слоя плотности.
Изменение плотности происходит только на участках слоев плот-
ности вблизи экстремумов волны (см. рисунок). Причиной является
то, что в этих областях нулевой слой обменивается частицами только
c одним слоем. Это либо “слой номер один”, где концентрация вы-
ше, чем
n
0
, и равна
n
0
+
h
(
dn
0
/dx
)
(верхний слой на рисунке), либо
“слой номер минус один”, где концентрация ниже:
n
0
−
h
(
dn
0
/dx
)
. Та-
ким образом, можно сказать, что обмен частицами между соседними
слоями в рассматриваемом случае носит локальный характер.
Сначала рассматривается область волны выше нулевой линии, где
плотность плазмы в среднем выше, чем
n
0
. Фигура, образованная
плоскостью и линейчатой поверхностью, определяемой синусоидой,
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2007. № 2
29
