Single-particle radiation near electron cyclotron harmonics

Summary

In this paper the single-particle component of the radiation spectrum of a positive column in a magnetic field near the electron cyclotron harmonics is studied both experimentally and theoretically. The microwaves from the plasma have been collected by means of different cavities resonating on various modes. Thus it has been possible to show that the single-particle radiation originates mainly from the sheath. In the theoretical calculation the intensities were predicted on the basis of the Bickerton and von Engel model of the sheath and under the assumption that over an electron orbit the electric field could be approximated by constant plus linear plus quadratic terms. One finds a good quantitative agreement between the experimental and theoretical results in so far as the intensities of the harmonics are concerned, while the average frequencies of the lines turn out to be slightly different.

Riassunto

In questo lavoro si studia, sia da un punto di vista teorico che sperimentale, lo spettro della radiazione, dovuta a particella singola, emessa da una colonna positiva in campo magnetico, in prossimità delle armoniche di ciclotrone elettroniche. La radiazione a microonde emessa dal plasma è stata raccolta per mezzo di varie cavità risonanti su modi diversi. In tal modo è stato possibile dimostrare che la radiazione di particella singola ha origine essenzialmente nello sheath. Sono state previste teoricamente le intensità delle righe sulla base del modello di sheath dato da Bickerton e von Engel e supponendo che su un’orbita elettronica il oampo elettrico si possa descrivere appros-simativamente mediante una costante, più un termine lineare, più un termine quadratico. Si è trovato un buon accordo tra i risultati sperimentali e quelli teorici per quanto riguarda le intensità delle armoniche, mentre le frequenze delle righe risultano leggermente diverse.

Резюме

В этой статье и теорет ически и эксперимент ально исследуется од ночастичная компонента спектра и злучения положитель ной колонны в магнитн ом поле вблизи электронных циклотр онных гармоник. Микро волны собираются с по мощью различных резонаторов, резонир ующих на различных мо дах. Можно показать, чт о излучение отдельной частицы пр оисходит, в основном, о т оболочки. При теорет ическом вычислении на основе модели оболочки, пред ложенной Бикертоном и фон Енгелем, и предполагая, что на вс ей электронной орбит е электрическое поле может быть аппроксимировано по стоянной плюс линейн ым и квадратичным чле нами, делаются предсказания относи тельно интенсивност ей излучения. Получае тся хорошее количественное согл асие между экспериме нтальными и теоретич ескими результатами, когда рассматривают ся интенсивности гар моник, тогда как резул ьтаты для средних частот линий слегка о тличаются.