Трансформация высокочастотных волн при взаимодействии с интенсивными низкочастотными солитонами в плазме тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ

I. ТРАНСФОРМАЦИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ВОЛН НИЗКОЧАСТОТНЫМ

СОЛИТОНАМИ.

1.1. Распространение ВЧ еолн е плазме е присутствии

НЧ солитона

1.1.1. Движение пакетов коротких ВЧ волн е поле солитона большой протяженности

1.1.2. Отражение ВЧ еолн от ионно-звукоеого солитона малой протяженности

1.1.3. Фокусировка импульсов ВЧ волн, отраженных от неравномерно движущегося солитона

1.2. Трансформация ВЧ еолн на ионно-звуковом солитоне при наклонном падении волн на солитон

1.2.1. Трансформация плазменных волн в электромагнитные на ионно-звукоЕом солитоне

1.2.2. Эффект резонансного прохождения плазменных волн через ионно-звуковой солитон

1.3. Изменение спектроЕ ВЧ еолн под действием

НЧ солитона

1.3.1. Эеолюция спектроЕ коротких ВЧ еолн под действием НЧ солитона большой протяженности

1.3.2. Изменение спектров ВЧ волн под действием ионно-зЕукового солитона малой протяженности

1.3.3. Трансформация изотропного спектра плазменных волн ионно-звуковым солитоном. Спектр электромагнитных волн перед солитоном

Представляемая работа посвящена изучению взаимодействия интенсивных низкочастотных (НЧ) солитонов с высокочастотными (ВЧ) Еолнами е плазме.

Солитоны [I] или подобные им стационарные ЕолноЕые образования (например, однородные волновые пучки [2]) возникают е различных задачах нелинейной оптики, физики твердого тела, физики плазмы, океанологии и т.д. в тех случаях, когда приходит в равновесие конкурентное действие нелинейности и дисперсии (или дифракции) в рассматриваемом еолноеом поле [3]. Устойчивость солитонов при взаимодействии друг с другом [4-5], возникновение их е асимптотике произвольных решений при t —[6], сохранение ими формы при слабой диссипации или медленном изменении параметров среды [7] определяют Есё возрастающий интерес к их изучению.

Распространение солитонов е среде, как правило, происходит в присутствии других еолн, в частности, еысокочастотных. Взаимодействие с ними в ряде случаев может приводить как к существенным изменениям спектров этих волн, так и елиять на характеристики самих солитонов.

Взаимодействие ВЧ волн с НЧ солитонами относится к общей проблеме взаимодействия ВЧ и НЧ еолн в нелинейных средах, которая достаточно подробно рассмотрена для периодических НЧ Еозмуще-ний среды. Из числа уже решенных задач можно указать на взаимодействие плазменных волн с ионно-звукоЕыми в изотропной плазме [9,32], верхне- и нижнегибридных квазипотенциальных плазменных еолн с быстрыми магнитозЕукоЕыми волнами е магнитоактивной плазме [ 33-35], поверхностных еолн с внутренними в стратифицированной жидкости [65-69], оптических фононов с акустическими е твердом теле [77]. Наиболее детально изучено взаимодействие интенсивных ВЧ волн с НЧ возмущениями. В этом случае эволюция спект-роЕ ВЧ еолн обусловлена нелинейным возбуждением НЧ еолн [3,8,10, 12,32,37,39,41,42,62].

В последнее время значительно возрос интерес к задачам взаимодействия ВЧ еолн с интенсивными НЧ Еолнами. Это Еызвано, в частности, изучением трансформации поверхностных волн внутренними волнами [71], а также поисками механизмов переноса энергии плазменных еолн в область бесстолкноЕительного поглощения е плазме [8-13,36]. В плазме трансформация ВЧ еолн е поле интенсивных НЧ еолн рассматривалась ранее [3,8-13] с использованием методов резонансной параметрики [8]. В [8] исследовалось взаимодействие трех еолн с фиксированными фазами. В [9,10] изучалось диффузное рассеяние ВЧ волн на случайном поле НЧ еолн, спектр которых довольно широкий. Воздействие интенсивного коротковолнового ионного зЕука на плазменные волны рассмотрено е [II]. Взаимная трансформация ВЧ еолн, возникающая е присутствии НЧ волны, исследоЕа-лась с использованием теории Еозмущений [12,13]. Резонансное ЕзаимодейстЕие плоских ВЧ еолн с квазилокализованными модами неоднородной плазмы рассматривалось только для электромагнитных волн [ 72-76].

В стратифицированной жидкости при изучении воздействия внутренних волн на спектры поверхностного волнения развивались и нерезонансные методы [15,69]. Наиболее детально был разработан адиабатический подход [70], заключающийся в последовательном анализе изменений спектра ВЧ еолн е заданном поле сильной НЧ волны и определении изменений в НЧ Еолне под действием ВЧ еолн. Для изучения явления выглаживания оказалось достаточным рассмотрения ЕОЗдейстЕия НЧ еолн на спектры ВЧ еолн в приближении геометрической оптики, соответствующем большому масштабу неоднородности НЧ волны по сравнению с длинами БЧ еолн. В этом случае наиболее сильные изменения спектров ВЧ еолн возникают е окрестности точки группового синхронизма, е которой групповая скорость ВЧ еолн совпадает со скоростью движения НЧ еолны.

Плодотворность использования адиабатического метода в гидродинамике послужила толчком к применению этого метода е плазме для изучения механизмов переноса энергии плазменных волн в область затухания при взаимодействии с ионным звуком [23]. Однако в плазме существует ряд особенностей. Их возникновение обусловлено тем, что в изотропной плазме точка группового синхронизма ионно-звуковых и плазменных волн лежит в области малых значений волновых чисел плазменных еолн и для эффективного переноса энергии ВЧ волн е область поглощения необходимо рассматривать квазистационарные ионно-звуковые волны доеольно большой амплитуды и, соответственно, малой ширины (к их числу и относятся солитоны), чтобы спектральный интервал сильноЕзаимодействующих ВЧ волн с такой НЧ волной достигал области бесстолкновительного поглощения.

В данной работе рассматривается взаимодействие ВЧ волн с интенсивными НЧ солитонами в изотропной и магнитоактивной плазме. В частности, интересным результатом взаимодействия ионно-звуковых солитонов с плазменными волнами, изученным е данной работе, является возможность полной трансформации плазменных еолн е электромагнитные, а также возможность более быстрого переноса энергии плазменных волн в область бесстолкновительного затухания Ландау под действием ионно-звукоЕых солитоное по сравнению с диффузией плазменных волн в коротковолновую область под действием случайных линейных полей ионно-зеукоеых волн той же энергии. Взаимодействие НЧ солитонов с ВЧ волнами рассматривается в предположении, что характерное время изменения параметров солитоное велико по сравнению с временем эеолюции поля ВЧ волн. Это позеоляет решить задачу в деэ этапа: сначала найти изменения поля ВЧ еолн в заданном поле НЧ солитоное, а затем учесть обратное елия-ние их на солитоны. Такое взаимодействие рассматривается на примере быстрых магнитозвукоЕых (БМЗ) солитоное в случайном поле верхне- и нижнегибридных кЕазипотенциальных плазменных еолн е магнитоактивной плазме и ионно-зЕукоЕых солитонов в случайном и квазимонохроматическом поле электромагнитных и плазменных волн е изотропной плазме. Если амплитуда солитона достаточно мала,так что его ширина много больше длины еолны взаимодействующих с ним ВЧ еолн, то такое взаимодействие рассматривается е приближении геометрической оптики. Но подобные солитоны еносят заметные изменения е спектр ВЧ еолн только в окрестности точки группового синхронизма, в которой скорость движения солитона совпадает с проекцией групповой скорости ВЧ еолн на направление движения солитона. Солитоны большой амплитуды взаимодействуют с широким спектром ВЧ волн, в том числе и с теш, длина еолны которых одного порядка или даже больше ширины солитона.

Основной целью диссертации является изучение взаимодействия НЧ солитонов с ВЧ волнами в плазме и выяснение эффективности переноса энергии плазменных волн в коротковолновую область, где существенно их затухание на частицах. Интерес к изучению данного вопроса обусловлен такими проблемами турбулентной плазмы, как диссипация плазменной турбулентности и генерация электромагнитного излучения е присутствии интенсивного ионного згука Г14].

Диссертация состоит из ЕЕедения, трех глэе и заключения. В перЕой главе изучается трансформация спектроЕ ВЧ волн заданными НЧ солитонами при однократном рассеянии еолн на солитоне.

В п.1.1 анализируется одномерное распространение кеэзимоно-хроматических ВЧ еолн в плазме в присутствии НЧ солитонов при условии коллинеарности еолноеых ЕектороЕ ВЧ еолн и вектора скорости дЕИжения солитона. Б п.1.1.1 в приближении геометрической оптики (см., например, Г15]) рассматривается движение пакетов коротких ВЧ еолн е поле солитонов большой протяженности на примере изотропной и магнитоактиЕной плазм. В изотропной плазме изучено движение пакетоЕ плазменных еолн в поле ионно-зЕукоЕого солитона. Показана возможность отражения плазменных волн с групповой скоростью, близкой к скорости движения солитона: на переднем склоне солитона отражение осуществляется с увеличением частоты и волноеого числа плазменных еолн, на заднем - с уменьшением. Интервал еолноеых чисел плазменных еолн, е котором еозможно отражение, растет с ростом амплитуды солитона. В магнитоактиЕной плазме при изучении распространения верхне- и нижнегибридных кеэзипо-тенциальных плазменных еолн (волн Бернштейна [16]) в поле БМЗ солитона выявлена возможность как отражения, так и захвата ВЧ еолноеых пакетоЕ полем солитона в зависимости от знака дисперсии ВЧ еолн е точке группового синхронизма. В случае знакопеременной дисперсии волн характер движения пакетов ВЧ волн в поле солитона меняется. Так, при равенстве скорости движения солитона максимальной групповой скорости ВЧ волн (в этом случае точка группового синхронизма совпадает с точкой перегиба дисперсионной характеристики ВЧ волн) солитон еносит обратимые изменения в поле ВЧ еолн: частота и волновое число пакетов ВЧ волн до и после взаимодействия совпадают. Границы применимости метода геометрической оптики при изучении распространения ВЧ волн в поле НЧ солитона определены из условия достаточно малой по сравнению с шириной солитона длины еолны ВЧ еолн из интервала отражения или захвата.

В п.1.1.2 рассмотрено отражение ВЧ еолн от ионно-звукового солитона при произвольном соотношении длины волны ВЧ волн и ширины солитона. Рассмотрение проведено на основе точного решения уравнения для поля ВЧ еолн в присутствии НЧ солитона, профиль плотности б котором является слоем Эпштейна [46]. Найден коэффициент отражения ВЧ волн от ионно-звукового солитона. Интервал волновых чисел сильно взаимодействующих с солитоном плазменных волн быстро растет с ростом амплитуды солитона, и граница этого интервала может достигать области бесстолкновительного затухания.

Отражение импульсов ВЧ волн от неравномерно движущегося ионно-звукового солитона изучено в п.1.1.3. Показано, что линейное изменение скорости солитона приводит к квадратичной модуляции фазы отраженного импульса, а более сложное изменение - к фазовым аберрациям. ИсследоЕана пространственно-временная фокусировка (компрессия) импульсов, отраженных от заднего склона солитона, затухающего на частицах. Так, при сильной фазовой модуляции, когда длина дисперсионного расплыЕания много больше расстояния до точки геометрооптического фокуса, длительность отраженного импульса е области фокусировки уменьшается более чем на порядок по сравнению с начальной длительностью.

В п.1.2 рассматривается трансформация плазменных волн в электромагнитные на ионно-звуковом солитоне, возникающая при наклонном падении волн на солитон. Рассмотрение проведено с привлечением численных методов. Показано, что в зависимости от соотношения длины еолны плазменных волн и ширины солитона трансформация плазменных еолн е отраженную и прошедшую электромагнитные еолны может осуществляться как с равными коэффициентами трансформации, максимум которых равен 1/4, так и с существенно различными, когда трансформацией в прошедшую волну можно пренебречь. В этом случае возможна полная трансформация плазменных волн в электромагнитные. Плазменные волны трансформируются в электромагнитные, когда угол между еолновым Еектором плазменной еолны и направлением движения солитона меньше критического. При больших углах падения плазменные еолны возбуждают кЕазилокализованные электромагнитные еолны, распространяющиеся вдоль пенно-звукового солитона. В этом случае возможно полное прохождение плазменных волн через солитон, отражающий волны при нормальном падении.

Для интерпретации результатов численного счета рассмотрено рассеяние плазменных еолн на барьере плотности прямоугольной формы. С использованием граничных условий, соответствующих непрерывности нормальной и тенгенциальной компонент электрических полей и их первых производных на скачках плотности, определена матрица рассеяния плазменных волн на таких барьерах. Показано совпадение матриц рассеяния плазменных волн на ионно-зЕуковых солитонах и барьерах плотности, амплитуда и ширина которых связаны солитоно-подобным соотношением.

Выяснен механизм прохождения плазменных еолн через закрити-ческие барьеры плотности, обусловленный резонансным взаимодействием плазменных волн с квазилокализованными электромагнитными модами этих барьеров. Полное прохождение осуществляется е окрестности двух значений углоЕ падения плазменных еолн, соответствующих резонансам с электромагнитными модами, электрическое поле которых имеет четную и нечетную структуру. При этом разность фаз между прошедшей и падающей плазменными волнами соответственно раЕна нулю и я/2 .

В п.1.3 изучается изменение спектров ВЧ волн под действием интенсивных НЧ солитонов при однократном рассеянии волн на солитонах. Для солитонов большой по сравнению с длиной волны ВЧ волн протяженности наиболее сильные изменения спектроЕ возникают при значениях еолноеых чисел ВЧ волн, близких к точке группового синхронизма, е которой групповая скорость ВЧ волн совпадает со скоростью движения солитона. Солитоны малой по сравнению с длиной еолны ВЧ волн протяженности еносят существенные изменения е спектры в широком интервале значений волноеьтх чисел ВЧ еолн.

- 12

Во второй главе рассматривается эеолюция НЧ солитонов при взаимодействии с ВЧ волнами. Изменение параметров протяженных НЧ солитоное определяется в п.2.1 из закона сохранения импульса для системы "солитон - высокочастотные волны" с использованием приближения сохранения солитонами своей формы под действием ВЧ еолн. Характерное время изменения параметров таких солитонов под действием случайного поля ВЧ волн обратно пропорционально величине производной функции распределения КЕазичастиц в точке группового синхронизма.

Эволюция ионно-ЗЕукового солитона малой протяженности при ЕзаимодейстЕии с плазменными Еолнами большой длины еолны изучается е п.2.2. Найдено Еремя затухания интенсивного солитона на длинноволновой плазменной турбулентности (п.2.2.1). Это время обратно пропорционально плотности энергии плазменных еолн и может быть мало по сравнению с временем затухания солитона на частицах даже при малом уровне шумов. Изменение структуры ионно-звукового солитона под действием квазимонохроматической плазменной еолны рассматривается в п.2.2.2 с использованием теории возмущений [17]. Определены изменение скорости солитона и параметры солитон-ного хЕоста, состоящего из усредненной и осциллирующей частей. Осцилляции плотности носят вынужденный характер и связаны с модуляцией стрикционной силы, возникающей при интерференции падающей и отраженной от солитона волн. Приведены границы применимости использованного в гл.1 и 2 подхода последовательного анализа эеолю-ции спектра ВЧ волн и НЧ солитонов.

В третьей главе изучается возможность переноса энергии плазменных еолн в область бесстолкноЕительного затухания при многократном рассеянии еолн на ионно-звуковых солитонах. В п.3.1 рассматривается ЕзаимодейстЕие плазменных волн с сильными ионно-зЕу-коеыми солитонами, движущимися навстречу друг другу. Вначале найдена трансформация спектра плазменных волн встречными ионно-звукоЕыми солитонами заданной амплитуды (п.3.1.1). Определено возрастание частоты и еолноеого числа плазменных еолн, обусловленное эффектом Доплера при многократном отражении от переднего склона солитона, и найден интервал еолноеых чисел, б котором возможно удержание плазменных еолн Естречными солитонами. Трансформация плазменных волн в коротковолновую область осуществляется с существенным уменьшением ширины их спектра. Так, для плазменных волн, выходящих из области между ионно-зЕукоЕыми солитонами, отп.3.1.2 е адиабатическом приближении найдено изменение параметров встречных ионно-звуковых солитонов под действием плазменных еолн. Проведены оценки времен переноса энергии плазменных еолн в область затухания Ландау под действием ионно-звукоЕых возмущений различного характера на примере солитонов и случайного поля линейных ионно-звуковых еолн: время диффузионного переноса плазменных еолн в область бесстолкновительного поглощения под действием линейного звука оказалось большим по сравнению с Бременем трансформации плазменных еолн встречными ионно-звуковыми солитонами той же энергии.

Б п.3.2 изучается диффузионное рассеяние плазменных еолн . на изотропном ансамбле невзаимодействующих между собой интенсивных ионно—зЕукоЕых солитоное (газ солитоное). Рассмотрение проЕе-дено с использованием аналогии рассеяния плазменных еолн на интенсивном ионно-звуковом солитоне с рассеянием легких частиц на тяжелой. Такая аналогия позволяет использовать в диффузионном приближении для анализа эволюции функции распределения квазичастиц е газе солитоное уравнение Фоккера-Планка Г19]. Рассмотрена начальная задача эеолюции функции распределения кЕазичастиц под действием ионно-звукоЕых солитонов, возникающих в некоторый моносительная ширина их спектра мент времени. Показана возможность диффузионного переноса энергии плазменных волн в коротковолновую область, где существенно затухание на частицах. При наличии постоянно действующего источника еолн е длинноволновой области плазменные волны постоянно переносятся ЕЕерх по спектру и в инерционном интервале значений волновых чисел устанавливается стационарная функция распределения квазичастиц. Вид этой функции найден из условия постоянства потока энергии плазменных волн ЕЕерх по спектру. Перенос плазменных еолн е коротковолновую область под дейстЕием солитоное осуществляется при достаточно малых амплитудах волн, когда роль индуцированного рассеяния плазменных волн на ионах, приводящего к переносу энергии волн в длинноволновую область, невелика. При больших амплитудах плазменных волн учет индуцированного рассеяния на ионах приводит к изменению характера эеолюции случайного поля плазменных еолн е газе ионно-звукоЕых солитоное. Рассмотрение эеолюции случайного поля плазменных еолн в этом случае проведено на основе кинетического уравнения для функции распределения кЕазичастиц, в котором члены, описывающие рассеяние волн на соли-тонах и ионах, входят аддитивно. Показана возможность формирования квазистационарного случайного поля плазменных волн, спектр которого определяется из условия равенства потоков энергии волн ВЕерх и вниз по спектру, обусловленных соответственно рассеянием плазменных волн на солитонах и ионах. Время существования подобных спектров зависит от скорости изменения функции распределения ионов по скоростям под действием плазменных волн и ионно-зЕуко-еых солитонов.

В заключении приводятся основные результаты диссертации.

Настоящая работа является итогом исследований аЕтора, проведенных е период 1978-1984 гг. в Институте прикладной физики АН СССР. Материалы исследований докладывались на У Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы (Киев, 1979), У Всесоюзной школе по нелинейным Еолнам (Горький, 1979), Советско-американском симпозиуме по теории солитоное и международной рабочей группе по нелинейным и турбулентным процессам в физике (Киев, 1979), ХУ Международной конференции по явлениям в ионизоеэнных газах (Минск, 1981), 1У и У Всесоюзных семинарах по параметрической турбулентности и нелинейным явлениям е плазме (Москва, 1980,1981), УШ Всесоюзном симпозиуме по дифракции и распространению волн (Льеов , 1981), III Всесоюзной конференции по взаимодействию электромагнитных излучений с плазмой (Алма-Ата, 1982), а также на семинарах Института прикладной физики АН СССР (Горький), и опубликованы в работах [21-30]. i. трансформация: высокочастотных волн низкочастотными солитонами [ 21-23,25-28]

Задачи трансформации вч волн уединенными нч волнами (солитонами) возникают е различных областях физики. Интерес к такого рода задачам связан с тем, что распространение еолн нч поля в среде, как правило, происходит в присутствии не только волн того же поля, но и других типов волн, в частности, высокочастотных. в плазме, например, это распространение ионно-звуковых и быстрых магнитозвуковых возмущений в поле плазменных и квазипотенциальных волн, е твердом теле - акустических Еозмущений в поле оптических фононов, в океане - внутренних волн в поле поверхностных. в присутствии нч возмущений изменяется структура поля вч еолн. Характер этих изменений существенным образом зависит от соотношения амплитуд вч волн и нч возмущений. Ранее рассматривалось взаимодействие уединенных и периодических нч волн малой амплитуды с интенсивными вч волнами [9,10,31-44], при котором незначительные изменения поля вч волн сопровождаются существенным изменением параметров нч волн.

Для изучения эффективности поглощения вч волн в турбулентной плазме и выяснения механизмов переноса энергии вч волн в область бесстолкновительного затухания представляет интерес рассмотрение взаимодействия интенсивных нч волн (как периодических, так и уединенных) с вч Еолнами, когда нч волны вносят значительные изменения в поле вч волн при малом изменении своих параметров. Сильные изменения поля вч волн в этом случае обусловлены отражением волн от неоднородности, создаваемой нч волной. Они анализируются е данной работе на примере взаимодействия вч волн с нч солитонами.

В данной главе рассматривается изменение поля ВЧ волн под действием интенсивных НЧ солитонов заданной амплитуды. Обратное воздействие еолн на солитон изучается в гл.2. Рассматривается начальная задача. Предполагается, что в момент времени I = 0 в плазме с полем ВЧ волн возникает НЧ солитон и распространяется в + X направлении. Также примем, что время возникновения солитона мало по сравнению с характерным временем эволюции поля ВЧ еолн под действием солитона. Это позволяет рассматривать эволюцию невозмущенного ВЧ поля под действием НЧ солитона.

В п.1.1 исследуются изменения поля кЕазимонохроматических волн под действием солитона при нормальном падении волн на солитон. Распространение пакетов коротких ВЧ волн е поле протяженного солитона рассматривается в п.1.1.1. В п.1.1.2 изучается рассеяние ВЧ волн на ионно-звуковом солитоне при произвольном соотношении длин ВЧ волн с масштабом неоднородности, создаваемым солитоном. В п.1.1.3 рассматривается пространственно-временная фокусировка импульсов ВЧ волн, отраженных от неравномерно движущегося ионно-звукового солитона.

В п.1.2 изучается взаимодействие квазимонохроматических электромагнитных и плазменных еолн на неоднородности, создаваемой НЧ солитоном. Подобное взаимодействие возникает при наклонном падении еолн на солитон. В п.1.2.1 выяснена эффективность трансформации плазменных волн в электромагнитные на ионно-звукоЕом соли-тоне. Взаимодействие плазменных волн с квазилокализованными электромагнитными волнами, распространяющимися едоль ионно-звуко-вого солитона, рассмотрено в п.1.2.2.

В п.1.3 изучается изменение спектров ВЧ еолн под действием НЧ солитоное. Воздействие протяженных солитоное на спектры коротких ВЧ волн рассмотрено в п.1.3.1. В п.1.3.2 выяснены изменения одномерных спектроЕ ВЧ волн, обусловленные ионно-звуковым солито-ном малой протяженности. В п.1.3.3 рассмотрена трансформация изотропного спектра плазменных волн интенсивным ионно-зЕуковым соли-тоном. Найден спектр электромагнитных волн, возникающий при трансформации плазменных волн на ионно-звуковом солитоне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты, полученные в диссертации.

1. Изучена трансформация спектров ВЧ волн интенсивными НЧ солитонами в изотропной и магнитоактивной плазме. Показано, что при малой длине волны ВЧ волн по сравнению с шириной солитона наиболее сильные изменения спектра волн возникают в окрестности точки группового синхронизма, е которой проекция групповой скорости ВЧ волн на направление движения солитона близка к скорости его движения. Для узких солитонов, ширина которых велика по сравнению с-длиной волны ВЧ волн, спектральный интервал сильноезэи-модействующих с ним еолн становится значительным и может перекрывать есю область ВЧ спектра.

2. Теоретически исследована пространственно-временная фокусировка импульсов ВЧ волн, отраженных от неравномерно движущегося ионно-зЕукового солитона. Показано, что при сильной фазовой модуляции, когда длина дисперсионного расплывания импульса много больше расстояния до точки геометрооптического фокуса, длительность отраженного импульса в области фокусировки уменьшается более чем на порядок по сравнению с начальной длительностью.

3. Выяснен новый механизм прохождения плазменных волн через закритические барьеры плотности, обусловленный резонансным взаимодействием плазменных волн с квазилокализованными электромагнитными волнами этих барьеров. Полное прохождение осуществляется в окрестности двух значений углов падения плазменных еолн, соответствующих резонансам с электромагнитными модами, электрическое поле которых имеет четную и нечетную структуру.

4. Изучена эффективность трансформации плазменных волн в

- 100 электромагнитные на ионно-звуковом солитоне. Показано, что в зависимости от соотношения длины еолны плазменных волн и ширины со-литона трансформация плазменных еолн в отраженную и прошедшую электромагнитные волны может осуществляться как с равными коэффициентами трансформации, максимум которых раЕен 1/4, так и с существенно различными, когда трансформацией в прошедшую волну можно пренебречь. Б этом случае возможна полная трансформация плазменных волн е электромагнитные.

5. Проанализирована возможность переноса энергии плазменных еолн в область затухания Ландау под действием газа ионно-зеукоеых солитонов и солитонов, движущихся навстречу друг другу. Показано, что воздействие газа ионно-звуковых солитонов на плазменные волны может приводить в зависимости от амплитуды этих еолн как к переносу энергии плазменных еолн е коротковолновую область, где существенно их затухание на электронах, так и к формированию КЕазистационарного случайного поля плазменных волн, в котором перенос энергии плазменных волн вверх по спектру, обусловленный рассеянием на солитонах, компенсируется индуцированным рассеянием волн на ионах. При взаимодействии плазменных еолн с встречными ионно-зБуковыми солитонами время переноса энергии волн в область бес-столкноЕительного поглощения может быть мало по сравнению с Бременем диффузии плазменных волн в эту область под дейстЕием случайного поля линейных ионно-звуковых волн той же энергии.

1. Скотт Э. Волны е активных и нелинейных средах в приложении к электронике. - М.: Сов.радио, 1977. - 215 с.

2. Таланов В.И. О самофокусировке электромагнитных волн е нелинейных средах. Изе.вузов, Радиофизика, 1964, т.7, & 3,с.564-565.

3. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория еолн.-М.: Наука, 1979. 279 с.

4. Миура Р. Введение е теорию солитонов и метод обратной задачи рассеяния на примере уравнения Кортевега-де Вриза. В сб.: Солитоны в действии / Пер. с англ. под ред.А.В.Гапонова. М.: Мир, 1981, с.13-31.

5. Уизем Д. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977. -552 с.

6. Теория солитоное. Метод обратной задачи / Под ред.С.П.Новикова. М. : Наука, 1980. - 257 с.

7. Карпман В.И. Нелинейные волны в диспергирующих средах. М.: Наука, 1974. - 91 с.

8. Бломберген Н. Нелинейная оптика. М.: Мир, 1966. - 147 с.

9. Ведёнов A.A., Рудаков Л.И. О взаимодействии волн в сплошных средах. Докл.АН СССР, 1964, т.159, №4, с.767-771.

10. ГалееЕ A.A., СагдееЕ P.S. Нелинейная теория плазмы. В кн.: Вопросы теории плазмы. М.: Атомиздат, 1973, вып.7, с.3-145.

11. ГалееЕ A.A., Сагдеев P.S., Шапиро В.Д., Шевченко В.И. Влияние ЗЕуковой турбулентности на коллапс ленгмюровских волн. -Письма в ЖЭТФ, 1976, т.24, Jt I, с.25-29.

12. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе A.A. Осноеы электродинамики плазмы. М.: Высш.школа, 1978. - 348 с.- 102

13. Кручина E.H., СагдееЕ Р.З., Шапиро В.Д. Сильная ленгмюров-ская турбулентность как источник радиоизлучения. Письма в ЖЭТФ, 1980, т.32, № 6, с.443-447.

14. ПетЕиашвили В.И., Перепелкин Н.Ф., Супруненко В.А.,

15. Васильев М.П., Кулага А.Е. Двумерные ленгмюровские солитоныи дискретность спектра СВЧ-излучения при 10- < bJu . 1. Ре ме

16. ЖЭТФ, 1980, т.79, № 3, с.828-836.

17. Кравцов Ю.А., Островский Л.А., Степанов Н.С. Геометрическая оптика неоднородных и нестационарных диспергирующих сред. -ТИИЭР, 1974, т.62, № II, с.91-134.

18. Bernstein I.B. Electron waves in magnetized plasma. Phys. Rev., 1958, vol.109, N1, p.10-25.

19. Карпман В.И., Маслов Е.М. Теория возмущений для солитонов. -ЖЭТФ, 1977, т.73, Л 2(8), с.537-549.

20. Карпман В.И., Маслов Е.М. Структура хвостов, образующихся при воздействии возмущений на солитоны. ЖЭТФ, 1978, т.75, № 2, с.504-527.

21. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979. - 116 с.

22. Арцимович Л.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. -М.: Атомиздат, 1979. 109 с.

23. Басович А.Я., Громов Е.М. Трансформация ленгмюроЕских еолн сильными ионно-звуковыми солитонами. В кн.: У Всесоюзная конф. по физике низкотемпературной плазмы: Тез.докл., I. Киев, 1979, с.72.

24. Басович А.Я., Громов Е.М. Об адиабатическом взаимодействии ионно-звуковых и ленгмюровских волн. Физика плазмы, 1979, т.5, Л 4, с.833-839.

25. Басович А.Я., Громов Е.М., Таланов В.И. Взаимодействие ионно-звуковых солитоное с ленгмюровскими Еолнами. ЖЭТФ, 1980,т.79, № 1(7), с.125-133.

26. Басович А.Я., Громов Е.М., Карпман В.И. Модификация ионно-звуковых солитоное при ЕзаимодейстЕии с ленгмюровскими волнами. Физика плазмы, 1981, т.7, № 5, C.II26-II3I.

27. Basovich A.Ya., Gromov Е.М., Talanov V.I. Interaction of ion-acoustic solitons with Langmuir turbulence. Physica, 1981, vol. 2D, JT2, p. 158-164.

28. Громов Е.М. 0 фокусировке импульсов высокочастотных волн при отражении от ионно-звукового солитона. Изв.вузов, Радиофизика, 1981, т.24, 12, C.I543-I545.

29. Громов Е.М. Взаимодействие магнитозвуковых солитонов с квазипотенциальными волнами. Изв.ЕузоЕ, Радиофизика, 1982, т.25, В 7, с.734-738.

30. Громов Е.М. Трансформация плазменных волн на ионно-звуковых солитонах, линейных слоях и барьерах плотности. Горький, 1983. - 22 с. (Препринт / ИПФ АН СССР: № 88).

31. Бэсоеич А.Я., Громов Е.М., Таланов В.И. Взаимодействие встречных ионно-звуковых солитонов с ленгмюровскими волнами. Физика плазмы, 1984, т.10, № I, с.5-8.

32. Громов Е.М. Диффузионное рассеяние плазменных волн на ионно-звуковых солитонах. Горький, 1984. - 10 с. (Препринт / ИПФ АН СССР: № 104).

33. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1976. - 146 с.

34. Bakai A.S. Interaction of high-frequency and low-frequency waves in a plasma. Nuclear Fusion, 1970, vol.10, N1,p.53-84.

35. Shukla P.K., Yu M.Y. On the modulation of upper-hybrid turbulence by low-frequency waves. Phys. Lett., 1976, vol.57A, N1, p.57-61.- 104

36. Tagare G., Zhelyazkov I. Filamentation of lower-hybrid turbulence by adiabatic perturbations in a magnetized plasma. Phys. Lett., 1977, vol.64A, N1, p.56-62.

37. Shukla P.K., Spatschec K.H. On the modulation of whistler turbulence by magneto-acoustic perturbations. Geoph. Res. Lett., 1976, vol.3, N4, p.225-227.

38. Hsu J.Y., Chin S.C., Chan V.S. Scattering of high frequency waves due to density fluctuations. Phys. Fluids, 1980, vol.23, N9, p.1807-1810.

39. Захаров B.E., Кузнецов E.A. 0 кинетике высокочастотных и низкочастотных волн в нелинейных средах. 1ЭТФ, 1978, т.75, № 2, с.904-911.

40. Меерсон Б.И. 0 распространении солитонов в средах с распределенными шумовыми источниками. В кн.: Волны и дифракция: Тез.докл. УТЛ Всесоюзного симпоз. по дифракции и распространению волн (Львов, 1981). М., 1981, т.З, с.126-129.

41. Захаров В.Е., Бубенчик A.M. О нелинейном взаимодействии высокочастотных и низкочастотных волн. ПМГФ, 1972, И 5,с.81-91.

42. Nishihara К. Nonlinear interaction between strongly dispersive waves and weakly dispersive ones. Technol. Repts Osaka Univ., 1978, vol.28, N5, p.25-34.

43. Kaw P., Mima K., Nishikawa K. Envelope solutions for random-phase plasmons. Phys. Rev. Lett., 1975, vol.34, N13, p.803-806.

44. Das K.P., Sihi S. Nonlinear evolution of a three dimensional longitudinal plasma wavepacket in a hot plasma including the effect of its interaction with an ion-acoustic wave. Plasma Phys., 1979, vol.21, N10, p.861-872.- 105

45. Yu M.Y,, Spatschek K.H. Anomalous damping of ion-acoustic waves in the presence of strong langmuir turbulence. -Pbys. Fluids, 1976, vol.19, N5, p.705-707.

46. Икези X. Экспериментальное исследование солитонов в плазме. -В сб.: Солитоны в действии / Пер. с англ. под ред.А.В.Гапоно-ва. М.: Мир, 1981, с.163-184.

47. КриЕоручко С.М., Файнберг Я.Б., Шапиро В.Р., Шевченко В.И. Уединенные волны плотности заряда е магнитоактивной плазме. -ЖЭТФ, 1974, т.67, № 6(12), с.2092-2103.

48. Epstein P.S. Reflection of waves in an inhomogeneous absorbing medium. Proc. Hat. Acad. Sei. USA, 1930, vol.16, H10, p.628-643.

49. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Квантовая механика. M.: Наука, 1974. - 702 с.

50. Ландау Л.Д. О колебаниях электронной плазмы. ЖЭТФ, 1946, т.16, Я 7, с.574-586.

51. Карпман В.И. Эффекты взаимодействия ионно-звуковых солитонов с резонансными частицами плазмы. ЖЭТФ, 1979, т.77, № 4(10), с.1382-1396.

52. Власов С.Н., Петрищев В.А., Таланов В.И. Усредненное описание волновых пучков в линейных и нелинейных средах (метод моментов). Изв.вузов, Радиофизика, 1971, т. 14, №9, с.1353-1361.

53. Железняков В.В., Злотник Е.Я. О переходе плазменных волн в электромагнитные в неоднородной изотропной плазме. Изв. вузов, Радиофизика, 1962, т.5, № 4, с.644-657.

54. Голант В.Е., Палия А.Д. Линейная трансформация электромагнитных волн в плазменные. УФН, 1971, т.104, вып.З, с.413-457.

55. Ерохин Н.С., МоисееЕ С.С. Волновые процессы в неоднородной плазме. В кн.: Вопросы теории плазмы. М.: Атомиздат, 1973, вып.7, с.146-204.- 106

56. ДенисоЕ И.Г. Об одной особенности поля электромагнитной волны, распространяющейся в неоднородной плазме. ЖЭТФ, 1956, т.31, № 4(10), с.609-619.

57. Field G.B. Radiation Ъу plasma oscillations. Astrophysical J., 1956, vol.124, Ю, p.555-570.

58. Tidman L.A., Boyd J.M. Radiation by plasma oscillations incident on a density discontinuity. Phys. Fluids, 1962, vol.51, N2, p.213-218.

59. Tamir Т., Oliner A.A. Spectrum of electromagnetic waves guided by a plasma layer. Proc. IEEE, 1963, vol.51, N2, p.317-325.

60. Цытович B.H. Теория турбулентной плазмы. M.: Атомиздат, 197I. - 202 с.

61. Rudakov L.J., Tsytovich V.N. Strong Langmuir turbulence. -Phys. Rep., 1978, vol.40 C, N1, p.2-89.

62. Захаров B.E. Коллапс ленгмюровских волн. ЖЭТФ, 1972, т.62, № 5(11), с.1745-1759.

63. Breizman B.N. WKB model of the collapse of langmuir waves.-Journal de Physique, Collogue C7, 1979, vol.40, N7, p.C7-563.

64. Брейзман Б.Н., Малкин B.M. Динамика модуляционной неустойчивости широкого спектра ленгмюровских волн. ЖЭТФ, 1980,т.79, № 3(9), с.857-869.

65. ГалееЕ А.А., СагдееЕ Р.З., Шапиро В.Д., Шевченко В.И. Ленгмюровская турбулентность и диссипация высокочастотной энергии. ЖЭТФ, 1977, т.73, №4(10), с.1352-1369.

66. Галеев А.А., Карпман В.И., Сагдеев Р.З. Об одной решенной проблеме в теории турбулентной плазмы. Докл.АН СССР, 1964, т.157, В 5, с.1088-1091.

67. Longuet Higgins M.S., Stewart R.W. Changes in the form of short gravity waves on long waves and tidal currents.

68. J. Fluid Mech., 1960, vol.8, N4, p.565-573.

69. БрехоЕских JI.M., Гончаров В.В., Куртепов В.М. .Наугольных К.А. 0 взаимодействии внутренних волн в океане с поверхностными,-Океанология, 1975, т.15, В 2, с.205-211.

70. Ермаков С.А., Пелиновский Е.Н. О роли нелинейных Езаимодейст-еий в формировании средних полей. Изб.АН СССР. ФАО, 1977, т.13, № 5, с.537-543.

71. Петров В.В. Взаимодействие внутренних волн и мелкомасштабной поверхностной турбулентности в океане. Изв.АН СССР. ФАО, 1978, т.14, Jf 3, с.342-354.

72. Басович А.Я. Трансформация спектра поверхностного волнения под действием внутренней еолны. Изв.АН СССР. ФАО, 1979, т.15, № 6, с.655-661.

73. Басович А.Я., Таланов В.И. Адиабатическое взаимодействие еолн. В кн.: Нелинейные еолны. Распространение и Езаимо-дейстЕие. М.: Наука, 1981, с.147-166.

74. Hughes В.A., Grant H.L. The effect of internal waves on surface wind waves. 1. Experimental measurements.- J.Geophys.Res., 1978, vol.83, П C1, p.443-454.

75. Жаров A.A., Кондратьев И.Г., Миллер M.A. О резонансном поглощении электромагнитных еолн е неоднородной плазме. -Письма б ЖЭТФ, 1977, т.25, №8, с.355-357.

76. Жаров А.А., Кондратьев И.Г., Миллер М.А. Резонансное согласование электромагнитных волн с изотропной неоднородной плазмой. Физика плазмы, 1979, т.5, № 2, с.261-270.

77. Aliev Yu.M., Vucovich S., Gradov O.M., Kirie A.Yu., Cadez V. Total resonant absorption of laser light in an inhomogeneous plasma. Phys.Rev. A, 1977, vol.15, N5, p.2120-2123.- 108

78. Алиев Ю.М., Букович С., Градов О.М., Кирий А.Ю., Чадеж В. Полное резонансное поглощение электромагнитного излучения е неоднородной плазме. Письма в ЕЭТФ, 1977, т.25, № 8, с.351-354.

79. Алиев Ю.М., Букович С., Градов О.М., Кирий А.Ю., Фролов A.A. О полном поглощении электромагнитной волны в неоднородной магнитоактиЕной плазме. Физика плазмы, 1980, т.6, 3,с.555-558.

80. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика тЕердого тела. М.: Мир, 1979, т.2. - 422 с.