
射频放电与尘埃等离子体虚拟仿真实验
- 开课时间: 2023-12-13 至 2024-07-01
- 学时:3
- 学分:2
- 负责人:冯岩
- 联系电话 :15295609234
尘埃等离子体(dusty plasma)也称为复杂等离子体,指的是由自由电子、自由离子、中性气体分子,以及固体尘埃颗粒组成的混杂体系。尘埃颗粒广泛存在于星云星系宇宙空间、行星际外层空间、聚变燃烧等离子体、低温射频等离子体等多种环境中。尘埃颗粒的存在极大地改变了等离子体的物理性质,而浸没在等离子体中的尘埃颗粒也表现出一系列全新的物理性质。自从上世纪九十年代初在实验室成功产生尘埃等离子体以来,尘埃等离子体物理研究迅猛发展,成为等离子体物理最热门的研究领域之一。典型的实验室条件下,选取微米尺度的聚合物小球作为尘埃颗粒,引入等离子体环境后,被其中大量自由电子和离子充电,微秒尺度内达到稳态,携带上万个基本负电荷,由此悬浮在有较强电场的等离子体鞘层中,实验中鞘层中大量尘埃颗粒会自组织形成单层悬浮体,即二维尘埃等离子体。由于尘埃颗粒亚毫米级间距和赫兹级振动频率,可通过高速相机配合显微镜头直接拍摄尘埃颗粒详尽的运动过程。加之尘埃颗粒间势能远大于其动能,其强耦合效应致使大量尘埃颗粒表现出典型的固体、液体的物理性质。因此,可将尘埃等离子体作为实验模型体系,从单颗粒层面研究固体液体中不同基础物理过程的微观动力学机制。本课程内容既与当前等离子体科学前沿接轨,又提供了单颗粒层面清晰直观的观测,协助学生理解固体液体微观层面抽象的物理概念。
学情分析
学习完成情况
共有 2600 人次参与学习
其中 2250 人次完成
共有 350 人次未完成