بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله طیف انعکاسی، عبوری و جذبی از نانولایه نازک فلزی با استفاده از معادلات هیدرودینامیکی کوانتومی با تلفیق معادلات ماکسول در حضور میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. نشان داده شده است که با در نظر گرفتن جمله پتانسیل بوهم کوانتومی باعث پیدایش ضریب شکست کوانتومی برای موج لانگموئیر می شود که این ضریب شکست مشابه کلاسیکی ندارد. روش ارائه شده، ما را قادر می سازد که در کاربردهای عملی با تنظیم میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت به کنترل توان انعکاسی و یا جذب امواج الکترومغناطیسی در بره پلاسمایی کوانتومی بپردازیم.
مقدمه
مواد جاذب الکترومغناطیسی موادی هستند که می توانند برخی از طیف های موج الکترومغناطیسی را جذب کنند و می توان از آنها بصورت پوششی اطراف اجسام مورد دلخواه استفاده کرد. بدلیل خواص منحصر بفرد پلاسما می توان از آن بعنوان جایگزین مواد جاذب استفاده کرد. چگونگی برهمکنش امواج الکترومغناطیسی با پلاسما مسئله جالب و مهمی در فیزیک پلاسما بخصوص مهندسی ارتباطات است .[3-1] انتشار امواج الکترومغناطیسی در محیط یونیزه شده در حضور میدان مغناطیسی اولین بار توسط نظریه آپلتون- هارتی بررسی شد .[5 ,4]
از سویی دیگر، در سالهای اخیر رهیافت پلاسمای کوانتومی مورد توجه قرار گرفته و فعالیتهای تحقیقاتی مربوط به آن گسترش یافته است .[10-6] در پلاسما کوانتومی طول موج دوبروی ذرات پلاسما قابل مقایسه با مقیاس اتمی در پلاسمای کوانتومی می شود. اثر کوانتومی که در معادلات هیدرودینامیکی کوانتومی - QHD - با پتانسیل بوهم نشان داده می شود ویژگی های متفاوتی را با حالتی که معادلات هیدرودینامیکی - HD - معمولی تعریف می شود آشکار میکند.
[11] طبق مدل درود می توان یک جامد فلزی را بصورت سیال الکترونی در حال حرکت در نظر گرفت .[12] از پوشش لایه های نانو ساختار می توان در وسایل گوناگون نظیر سلول های خورشیدی، شیشه های رفلکسی و غیره استفاده کرد. مطالعه توان بازتاب، جذب و انتشار امواج الکترومغناطیسی در بره پلاسمای کوانتومی حائز اهمیت است. در این مقاله با در نظر گرفتن میدان مغناطیسی ثابت، موازی بر لایه نازک فلزی و با بکارگیری مجموعه کامل QHD، سعی شده که تابع دی الکتریک و سپس ضریب شکست امواج الکترومغناطیسی بدست آید.
معادلات پایه
لایه پلاسمایی کوانتومی نازک به ضخامت d را مطابق شکل 1 که در معرض میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت و ثابت B0 B0 z قرار دارد را در نظر بگیرید. با استفاده از نگرشسیالی و با فرض اینکه یونها بدون حرکت باشند، این پلاسما با مجموعه معادلات حرکت، پیوستگی و پواسون توصیف می شود.
