Experimental Study of the Performance Parameters of a Plasma Thruster Using Dielectric Barrier Discharge with the Magnetic Field

(1)

ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2022;22(06):393-406

Experimental Study of the Performance Parameters of a Plasma Thruster Using Dielectric Barrier Discharge with the Magnetic Field

A R T I C L E I N F O A B S T R A C T Article Type

Original Research

In this research, the dielectric barrier discharge plasma driven channel flow with the applied magnetic field has been proposed for use as a thruster in propulsion applications and studied experimentally. Measurements of the thrust and consumed power of thruster for different values of the barrier thickness have been performed and the data have been compared with the corresponding ones without magnetic field. It is found that consumed power and thrust of the thruster in the presence of magnetic field are respectively little reduced and increased than that without the magnetic field. The measurements show that the effectiveness increases to a maximum and then drops as the operating voltage monotonically increases over a range from 12 to 26 kV. A power law analysis for revealing the relationships among the effectiveness, thrust, consumed power, and operating voltage has been presented for the thruster with and without the magnetic field. It is seen that the applied magnetic field and thicker dielectric barrier can lead to a higher effectiveness at the point of transition from the glow regime to the filamentary regime . The effects of micro-discharge channels on the effectiveness in the both regimes have been discussed. The observations indicate that in the presence of magnetic field, the additional micro-discharge channels are generated and develop along the magnetic field lines and the diffuse background emission of the discharge is stronger in plasma. The underlying physical mechanisms of mentioned phenomena have been explained and mainly ascribed to the enhanced ionization by applying the magnetic field.

Authors Ahangar M.^1* , Hoseini A.¹

How to cite this article

Ahangar M, Hoseini A. Experimental Study of the performance parameters of a plasma thruster using dielectric barrier discharge with the magnetic field. Modares Mechanical Engineering. 2022;

22(06):393-406

Keywords Experimental Measurements, Power Law, Filamentary Regime, Monitor Capacitor Method.

C I T A T I O N L I N K S

1 Faculty of New Technology &

Aerospace Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

[1] Recent advances in electrohydrodynamic... [2] A comparative study of alternating current ... [3] Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuators … [4] Recent developments in

… [5] Turbulent boundary layer separation control ...[6] nvestigation of the boundary layer characteristics ... [7] Airfoil Stall Hysteresis Control with … [8] Dynamic stall control over a rotor airfoil based on ... [9] Experimental investigation of separation...[10] An experimental study of icing... [11] Plasma Micro-Thrusters for … [12] Experimental Study of a DBD-Plasma

… [13] Measurements and simulations of ...[14] Plasma channel flows: Electro-fluid … [15]

Characterization of plasma actuator based … [16] Ionic wind produced by an electro- aerodynamic... [17] Experimental Study of Dielectric … [18] Effect of permittivity and frequency on ... [19] Fundamentals of electric propulsion ... [20] The Effect of Permanent Magnet on ... [21]The Characteristics of Dielectric Barrier ... [22] Experimental study on the effects of ... [23] Repelling Force Magnet Calculato [24] Evaluation of thrust measurement techniques for ... [25] PIV-Estimated DBD Plasma-Actuator Thrust ... [26] Force measurements of single... [27] Investigation of Impedance Characteristics ... [28] Progress Toward Accurate Measurement of ... [29] Role of the electric waveform supplying ... [30]

Capacitance and power consumption quantification of ... [31] Pulsed Plasma Thruster [32]

Pulsed plasma thruster performance... [33] Numerical simulation of non-equilibrium ... [34]

Numerical Investigation of Plasma Behavior ... [35] Effect of parallel magnetic field on ... [36]

Semiempirical Thrust Model of ... [37]Effect of magnetic field, airflow ... [38] The impacts of magnetic field on ... [39] Experimental investigation on the ... [40] ExNOx Removal Using DC Corona ... [41] On the classification of dielectric ... [42] Manufacturing of Dielectric Barrier Discharge ... [43] Understanding SDBD Actuators ... [44] Optimization of Dielectric Barrier Discharge ... [45] Performance Characterization andQuantification of ...

*Correspondence

Address: Faculty of New Technology & Aerospace Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

[email protected]

Article History

Received: January 23, 2021 Accepted: August 01, 2022 ePublished: May 07, 2022

Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution- NonCommercial terms.

(2)

رتسارت کی یدرکلمع لماوع یبرجت هعلاطم ید عنام هیلخت میژر اب ییامسلاپ کیرتکلا

یسیطانغم نادیم تحت

رگنهآ یدهم

*

یروانف هدکشناد ،نارهت ،یتشهب دیهش هاگشناد ،اضفاوه یسدنهم و نیون یاه

ناریا ینیسح هفراع یروانف هدکشناد اضفاوه یسدنهم و نیون یاه

، ،نارهت ،یتشهب دیهش هاگشناد

ناریا

هدیکچ هیلخت یامسلاپ زا یشان لاناک نایرج ،شهوژپ نیا رد

تحت کیرتکلا ید عنام

یاهدربراک رد رتسارت ناونع هب هدافتسا یارب یلامعا یسیطانغم نادیم .تسا هتفرگ رارق هعلاطم دروم یبرجت تروص هب و هدش داهنشیپ یشنارشیپ هزادنا یریگ ریداقم یازا هب رتـسارت یفرصم ناوت و نارـشیپ یورین ریداـقم یاه

ید عنام تماـخض فلتـخم ا کیرتکلا

هداد و هدش ماجن اب رظانتم ریداقم اب اه

هدش هسیاقم یسیطانغم نادیم نودب تلاح دنا

. یفرصم ناوت هک دیدرگ صخشم

،نآ نودب تلاح هب تبسن یسیطانغم نادیم روضح رد رتسارت نارشیپ یورین و یم ادیپ شیازفا و شهاک یردق بیترت هب هزادنا .دننک

یریگ یم ناشن اه دنهد

ی شیازفا اب هک هنماد رد یلامعا ژاتلو تخاونک

12 ات 26 ییاراک لماع ،تلوولیک

یم شهاک سپس و شیازفا دوخ رادقم رثکادح ات رب ینتبم لیلحت کی .دبای

ناوت ،نارشیپ یورین ،ییاراک لماع نیب طباور ندرک راکشآ یارب یناوت نوناق م نادیم نودب و اب تلاح یارب رتسارت یارب یلامعا ژاتلو و یفرصم یسیطانغ

یم ناشن جیاتن .تسا هدش هئارا عنام و یسیطانغم نادیم روضح هک دنهد

ید میخض کیرتکلا یم رت

سپ هژیو هب ییاراک لماع رتلااب ریداقم هب رجنم دنناوت

هگر میژر هب یگتخورفارب میژر زا لاقتنا زا دنوش یا

. لاناکورکیم تارثا هیلخت یاه

راک لماع رب روکذم میژر ود ره رد تادهاشم .تسا هتفرگ رارق ثحب دروم ییا

یم ناشن یبرجت لاناکزیر ،یسیطانغم نادیم روضح رد هک دنهد

هیلخت یاه ی

یم هعسوت یسیطانغم نادیم طوطخ دادتما رد و هدش دیلوت یفاضا هب ،دنبای

یوق امسلاپ رد هیلخت یذوفن راشتنا هک یروط یم رت

مکاح یکیزیف راکوزاس .دوش

دیدپ نیا رب ه هتفای شیازفا نویسازینوی نازیم هب ًاتدمع و هدش حیرشت اه

یشان

تسا هدش طبترم یسیطانغم نادیم زا .

هژاودیلک اه : هزادنا هگر میژر ،یناوت نوناق ،یبرجت یریگ رظان نزاخ شور ،یا

:تفایرد خیرات 10

/ 05 / 1400

:شریذپ خیرات 03

/ 11 / 1400

:لوئسم هدنسیون*

[email protected]

1 - همدقم ید عنام هیلخت میژر عون زا ییامسلاپ کرحم نایرج کیرتکلا

شور زا یکی بوانتم یم درس یامسلاپ دیلوت رد جیار یاه

دشاب

لکش(

1 نآ زا یکی هک دورتکلا ود نیب ،شور نیا رد .) نیمز هب اه

هیذغت عبنم کی هب یرگید و

م کی اب و تسا لصتم لااب ژاتلو عنا

ید هدش ادج رگیدـکی زا کیرتکلا یهـجوت لباق یکیرتکلا نادیم ،دنا

یم داجیا هب ،هیذغت عبنم و نیمز هب لصتم یاهدورتکلا .ددرگ

یم هدناوخ ضرعمرد و هدیشوپ دورتکلا بیترت نادیم تحت .دنوش

یاوه نایرج ،دورتکلا ود نیب هدمآ دوجو هب یکیتاتساورتکلا ی ضرعمرد ِدورتکلا رواجم هب بملوک یورین نآ عبت هب و هدش هزینو

یم باتش ،هدش هزینوی زاگ امسلاپ هک هدش هزینوی یاوه نایرج .دهد

یم هدیمان نوی یواح ،دوش

هطساو هب هک تسا ینیگنس یاه

لاقتنا

موتنموم لوکلوم هب ناش داب هب موسوم ییاقلا نایرج کی ،اوه یاه

یم دیلوت ینوی

[دوش

]1

یچ رد هک یتروص رد . عنام هیلخت نامد

ید هیذغت عبنم هب لاصتا یاج هب ضرعمرد دورتکلا ،کیرتکلا

هیذغت عبنم کی هب بوانتم یلاابژاتلو

هیناثونان یسلاپ لصتم یا

یرادقم ،بملوک یکیمانیدوردیهورتکلا یورین دیلوت یاج هب ،دوش دازآ سلاپ ره رد ار لوژ ترارح هب موسوم ییامرگورتکلا یژرنا یم هک دنک هیلا رد یمکارت جاوما دیلوت ثعاب

امسلاپ زا یکزان

یم هبادرگ داجیا اب جاوما نیا .دوش اوه نایرج هب ار موتنموم ،ییاه

یم لقتنم

[دننک

]2

.

دوجو مدع و لااب ینامز خساپ ،یکبس ،یگداس نوچمه یلیلاد هب ههد کی زا شیب رد ،یکیناکم تاقلعتم

نیا زا هدافتسا ،ریخا

کرحم وح رد اه هز تلاکشم زا یخرب لح درکیور اب اضفاوه یسدنهم

هطیح رد شیازفا هب ور یریگمشچ روط هب یکیمانیدوریآ یاهدربراک

هدمع یلک روط هب .تسا هدوب

هب فوطعم هزوح نیا رد تاعلاطم

نایرج لرتنک ریظن یتاعوضوم

[ 4 - ]3

یزرم هیلا شیادج رد ریخات ،

[ - 5

]6

یگدناماو قیوعت ،

[ 8 - ]7

عناوم عفر و

خی زا یشان ماسجا یگدز

هدنرپ

[ 10 - ]9

یم کرحم نیا زا هدافتسا هدیا ،لاح نیا اب .دشاب یارب اه

هزوح رد یشنارشیپ یاهدربراک

هدوب اپون یعوضوم اضفاوه یسدنهم

( شناراکمه و کرتزوا طسوت راب نیلوا و 2008

دش حرطم )

[ ]11

رد .

شلات ،ریخا لاس دنچ هدافتسا و یفرعم یارب یدودحم یاه

نیا زا

کرحم زا عون .تسا هدش ماجنا ییامسلاپ یاهرتسارت بلاق رد اه

هداس باتش یارب یسدنه نامدیچ نیرت کی رد اوه نایرج یهد

کرحم بصن ،نآ طسوت نارشیپ یورین دیلوت و رتسارت یاه

هراوید یور رب ییامسلاپ هحفص لاناک کی یلخاد یاه

هباشم یا

لکش 2 تج ود ،رتسارت نیا رد .تسا کرحم زا لصاح ییاقلا

یاه

لاناک لخاد روصحم یاضف رد ،ینییاپ و ییلااب هراوید رب هدش بصن و یروحم تکرح ثعاب ،موتنموم لاقتنا اب و هدش بیکرت مه اب باتش یریگ یورین دیلوت و لاناک یجورخ تمـس هب اوه نایرج

یم نارشیپ .دنوش

لکش 1 ) هیلخت اب ییامسلاپ کرحم نامدیچ ید عنام

کیرتکلا

(3)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــــــــــــــــــــــــــــ ــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

هعلاطم ییامسلاپ رتسارت کی یدرکلمع لماوع یبرجت

هیلخت میژر اب ...

395

لکش 2 ) هیلخت میژر ییامسلاپ رتسارت نامدیچ ید عنام ی

هب کیرتکلا

یسدنه یاهرتماراپ یفرعم هارمه ( گنیم و یسایبد راب نیلوا 2011

هحفص لاناک کی لخاد نایرج ،) یا

اب هنیشیب تعرس هک داد ناشن جیاتن .دنداد رارق هعلاطم دروم ار

عافترا شهاک یم شیازفا

اب هچرگا دش صخشم نینچمه .دبای

یم مک نایرج هتسه تعرس ،لاناک عافترا شیازفا لباقم رد اما دوش

یورین و هدش دایز یدورو یبد ،لاناک حطقم حطس شیازفا لیلد هب یم شهاک سپس و دایز ادتبا ،عافترا شیازفا اب ییاقلا

[دبای

]12

رد .

یور و درهیر ،هباشم یشهوژپ (

2012 کرحم دادعت شیازفا رثا ) یاه

.دندرک هعلاطم یددع و یبرجت روط هب ار لاناک کی نورد ییامسلاپ تروص هب هک لاناک هدزاب هک تسا نآ زا یکاح هدمآ تسد هب جیاتن فیرعت یدورو یکیرتکلا ناوت هب یکیمانیدوردیه ناوت تبسن یم زا رتمک ،دوش 1

/ 0 یم دصرد

[دشاب

]13

( یور و لبپمک . 2014

)

هراوید رد هدش بصن ضرعـمرد یاهدورتکلا نییاپ و لااب یلخاد یاه

ار لااب ژاتلو هیذغت عبنم هب لصتم میس کی و هدرک فذح ار لاناک دورتکلا یارب دیدج نامدیچ نیا اب .دندرک بصن لاناک نراقت طخ رد ات یلمات لباق روط هب رگشنار هدزاب ،لااب ژاتلو 7

/ 0 شیازفا دصرد

تفای

[ ]14

( ینوس . 2014

یریگراک هب تیـلباق راب نیلوا یارب )

کرحم عافترا یارب اهرتسارتورکیم شـقن رد ار ییامسلاپ یاه یاه

ات یرفسمتا میژر زا فلتخم یراشف طیارش رد رتلااب یزاورپ شیازفا اب هک تسا نیا زا یکاح جیاتن .درک هعلاطم یرفسوتارتسا با ییاقلا یورین ،)عافترا شهاک( راشف زا سپ و هتفای شیازفا ادت

یم یط ار یشهاک یدنور ،هنیشیب رادقم کی هب ندیسر

[دنک

]15

.

( شناراکمه و تروفید 2017

نامدیچ ) کرحم زا یتوافتم یاه

لکش هباشم ییامسلاپ 2

رد هدشداهنشیپ نامدیچ نینچمه و

[عجرم

]14

یئزج تروص هب ار دندرک هعلاطم لاناک کی رد رت

[ ]16

جیاتن .

یم ناشن دودح ات رگشنار هدزاب دهد 15

/ 0 هک هتفای شیازفا دصرد

عجرم رد هدـش شرازگ رادقم اب هسیاقم رد

[ ]14

رتمک نآ رادقم ،

یم ( شناراکمه و گنینورب .دشاب 2017

یارب دیدج یحرط رد )

هدنرپ ونان/ورکیم شنارشیپ هناماس یدورو رد نیشنرس نودب یاه

ا ریغتم یایاوز اب ارگاو لزان کی ،لاناک ات رفص ز

60 بصن هجرد

رد ییامـسلاپ کرحم بصن رب هولاع ،نامدیچ نیا رد .دندرک هراوید هراوید رد کرـحم ود ،لاـناک یاه لزان ینییاپ و ییلااب یاه

زا اوه نایرج شکم دنیآرف هب ات دش بصن زین یدعبود یارگاو دوش کمک یدورو

[ ]17

( شناراکمه و اکدوجو . 2020

رثا )

اکرف یاهرـتماراپ ید تباث و تماخض ،یـکیرتکلا نایرج سـن

-

دش هدهاشم .دندرک یسررب لاناک درکلمع یور رب ار قیاع کیرتکلا سناکرف رد هک 12

رادقم هب لاناک لخاد رد نایرج تعرس زترهولیک

هنیشیب 6 / 4 یم هیناث رب رتم

[دسر

]18

. ناشن هدش رورم عجارم یسررب

یم عجرم رد هدش ماجنا شهوژپ هک دهد

[ ]15

د تیعماج یارا

هدیا راب نیلوا یارب ،عجرم نیا رد .تسا یرتشیب

نادیم زا هدافتسا

ماهلا اب امسلاپ نایرج رد نویسازینوی دنیآرف دوبهب یارب یسیطانغم لاه رثا ییاضف یاهرتسارت زا

[ ]19

نادیم لامعا .دش حرطم

یم ثعاب یسیطانغم نورتکلا هک دوش

ینحنم یریسم رد اه طخلا

اب هجیتن رد و هدش سبح یسیطانغم نادیم طوطخ نوماریپ لوکلوم اب ناشدروخرب لامتحا شیازفا نویسازینوی دنیآرف ،اوه یاه

شناراکمه و ایدروم ،هناگادج شهوژپ ود رد ًاریخا .دوش تیوقت ( 2020

[)

]20

( شناراکمه و نیز و 2020

[)

]21

یسیطانغم نادیم رثا

شنارشیپریغ یاهدربراک یارب ار ن ُزُا هدننکدیلوت یور رب بیترت هب ی

ید عنام هیلخت میژر اب ییامسلاپ روتکآر و بوانتم نایرج کیرتکلا

( شناراکمه و وگ ،رگید یشهوژپ رد ،نینچمه .دندرک یسررب 2020

)

هیلخت میژر اب ییامسلاپ روتکآر کی رد ار یسیطانغم نادیم رثا ید عنام هیناثونان یسلاپ نایرج کیرتکلا اطم یا

دندرک هعل

[ ]22

.

فرص رظن ریخا شهوژپ هس جیاتن ،نآ دربراک و هیلخت میژر عون زا دیلوت هبرجنم یسیطانغم نادیم زا هدافتسا هک تسا نیا زا یکاح

تخاونکی یامسلاپ نایرج رون تدش یور رب نینچمه و هدش رت

.تسا راذگرثا یفرصم یکیرتکلا ناوت و امسلاپ شهوژپ یسررب شن هدش ماجنا یاه

یم نا نادیم لامعا رثا هک دهد

عنام هیلخت میژر رتسارت یدرکلمع لماوع رب یسیطانغم ید دروم نونکات ،تخت لاناک نامدیچ اب بوانتم نایرج کیرتکلا ات دراد رظن رد رـضاح شهوژپ ،ورنیزا .تسا هتفرگن رارق هعلاطم هـیلخت میژر یـسیطانغم ییامسلاپ رتسارت هدـیا راب نیلوا یارب م ید عنا .دیامن یسررب لاه رثا رتسارت کیزیف زا ماهلا اب ار کیرتکلا

هعلاطم ،شهوژپ نیا فده ،نیاربانب

یدرکلمع یاهرتماراپ یبرجت

هداد هسیاقم نینچمه و یسیطانغم ییامسلاپ رتسارت هب یاه

نادیم نودب رتسارت تلاح هب طوبرم جیاتن اب هدمآ تسد یم ،یسیطانغم ساسا نیا رب .دشاب

یروآون ، شهوژپ نیا یاه

:زا دنترابع 1

) هئارا نحنم ی اه ی رتماراپ آراک یی و هب تسد ندروآ

هطقن عابشا رتسارت یسیطانغم ییامسلاپ

و نچمه ی ن عت یی ن هوحن

طابترا نآ اب ف ی ز ی ک ژر ی م اه ی گتخورفارب ی

و هگر ،یا 2 ) فیصوت

هدیدپ یاه یسیطانغم نادیم روضح زا یشان

یسررب و امسلاپ رد

نآ زا کی ره رثا یفیک یور رب اه

رتسارت یدرکلمع یاهرتماراپ ،

3 )

هئارا طباور برجت ی ارب ی لماوع درکلمع ی نتبم ی رب نوناق عبات

ناوت ی بسحرب لماوع سدنه ی و تاصخشم

طانغمورتکلا ی

س ی

رتسارت . شور تایئزج ،یدعب شخب رد هزادنا

نارشیپ یورین یریگ

نومزآ ماجنا طیارش نینچمه و یفرصم ناوت و هدش حیرشت اه

(4)

هداد .تسا شخب رد ،هدمآ تسد هب یفیک و یمک یاه

3 دروم

هتفرگ رارق یسررب و لیلحت شهوژپ نیا زا لصاح جیاتن ،ًاتیاهن .دنا

شخب رد 4 تسا هدش هئارا و یدنب عمج .

2 - یهاگشیامزآ تایئزج

1-2 - نم هزادنا تازیهجت و امسلاپ دیلوت عب یریگ

اب لااب ژاتلو بوانتم نایرج هیذغت هاگتسد کی ،شهوژپ نیا رد کیپ ات کیپ ژاتلو هنیشیب و یسونیس جوم لکش 70

و تلوولیک

لماح سناکرف هنیشیب 30

دروم امسلاپ نایرج داجیا یارب زترهولیک

صا شخب هس زا هاگتسد نیا .تسا هتفرگ رارق هدافتسا لیکشت یل

:تسا هدش 1

سناکرف اب یسونیس جوم دیلوت یارب لانگیس دلوم )

،ریغتم لماح 2

تیوقت ) هب یبایتسد یارب ریغتم نایرج هدننک

ناوت و رظندروم یجورخ یاه 3

یارب لااب ژاتلو روتامروفسنارت )

.زایندروم یلامعا ژاتلو میظنت هنوگ هب هیذغت عبنم نیا

یحارط یا

همه هک تسا هدش

لماش ،یجورخ یکیرتکلا لانگیس تامیظنت

هنماد یگرزب

لماح سناکرف ،یلامعا ژاتلو

و هخرچ روط هب ،یراک

و رییغت لباق ،رگیدکی یور رب یرثا چیه نودب و مه زا لقتسم دنتسه میظنت .

لوط رد نومزآ ماجنا اه

هزادنا یارب ، هنماد یریگ

ی

،یلامعا ژاتلو نایرج یداه لباک

یلاابژاتلو خ

یجور هیذغت عبنم زا

قیرط زا ،رتسارت ضرعمرد یاهدورتکلا یدورو هب لاصتا هطقن رد ( لاابژاتلو بارپ کی Lutron HV-40

تبسن اب ) 1:1000

هاگتسد کی هب

لاتیجید پوکسولیسا ( هلاناکراهچ

GW Instek GDS-3504 )

لصتم

هدش تسا ،نینچمه . هزادنا یارب

کی ،لماح سناکرف یریگ

یتلوم رتم لاتیجید ( Victor VC97 )

سناکرف تروص هب میظنت جنس

یجورخ هب و لانگیس دلوم رادم

تسا هدش لصو لکش(

3 ) .

2-2 - رتسارت تاصخشم هسدنه ،شهوژپ نیا رد لکش اب قباطم رتسارت ی

2 دورتکلا لوط اب

15(𝐿) یتناس تماخض هس اب و رتم هناگادج(𝑡)

2 ، 3 و 4 یلیم رتم

ید عنام یارب زا کیرتکلا

یسکلپ سنج اب .دش هتفرگ رظن رد سلگ

هعلاطم هک شهوژپ فده هب هجوت

یور رب یسیطانغم نادیم رثا

تلاح یارب هنومن ود هسدنه ره زا ،تسا رتسارت نودب و اب یاه

عومجم رد ،نیاربانب .دش هتخاس ابرنهآ 6

دروم هناگادج رتسارت لدم

همه رد .تفرگرارق هعلاطم و شیامزآ لدم ی

ضرع ،اه یاهدورتکلا هدیشوپ

(𝑤1) ضرعمرد و (𝑤2)

بیترت هب 25

و 5 یلیم و هدوب رتم

تماخض اب سم سنج زا 50

هدش هتفرگ رظن رد رتمورکیم .دنا

لاناک عافترا ریداقم ،نینچمه لاناک ضرع ،(ℎ)

(𝑤3) سناکرف و

هیلک رد لماح لدم ی

نومزآ و اه اب ربارب بیترت هب و تباث اه

2 / 7

یلیم ،رتم 50 یلیم م و رت 12 هدش ضرف زترهولیک .دنا

ژاتلو رادقم

نومزآ یارب کیپ ات کیپ هک( هنیمک رادقم کی زا لدم ره یاه

طسوت یدیلوت یورین لقادح نآ رد هک تسا یژاتلو نیرتمک لداعم یم سح لاتیجید یوزارت هب نآ رد هک( هنیشیب رادقم ات )دوش

رگورتکلا ناوت شیازفا ای یکیرتکلا سوق عوقو هطساو ییام

ید عنام ای دورتکلا ،امسلاپ یم بیسآ کیرتکلا

ماگ اب ،)دنیب 1

زا ،یسیطانغم نادیم دیلوت یارب .تسا هدش هداد رییغت تلوولیک هناوتسا یابرنهآ یمویمیدوئن یا

N42 رطق اب 10 تماخض و 5

یلیم نیا یارب یسیطانغم نادیم عیزوت .تسا هدش هدافتسا رتم

عجرم زا هک ابرنهآ

[ ]23

لکش رد ،هدش جارختسا 4

هدش هداد ناشن

هداد ساسارب .تسا حطس زکرم رد نادیم تدش ،ریخا عجرم یاه

ابرنهآ ینیئاپ و ییلااب 4667

یم سواگ .دشاب

هراوید یور رب اهابرنهآ بـصن هوحن لکش رد رتـسارت ینورـیب ی

5

یم هـظحلام .تسا هدهاـشم لباق هراوید ره نیفرط رد هک دوش

11

لکش 4 ) یابرنهآ یارب یسیطانغم نادیم عیزوت N42

رطق اب 10 تماخض و

5 یلیم [ رتم ]23

لکش 3 ) هزادنا لیاسو ،امسلاپ دیلوت تازیهجت حرط و نومزآ نامدیچ ،یریگ

هراو یکیرتکلا رادم ی

(5)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــــــــــــــــــــــــــــ ــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

397

لکش 5 ) هراوید یور رب اهابرنهآ نامدیچ رتسارت ی

هنوگ هب ابرنهآ ددـع سامم طخ هلصاف هک تسا هدش بصن یا

نآرب اه هراوید ات 8 / 12 یلیم اهابرنهآ زکرم ،هلصاف نیا رد .دشاب رتم

هبل یولج رد ًابیرقت

یم رارق ضرعمرد دورتکلا نادیم ات ،دریگ

هیحان یور رب ار یراذگرثا نیرتشیب یسیطانغم

هتشاد نویسازینوی

.دشاب 3-2 - هزادنا هوحن رتسارت نارشیپ یورین یریگ

وردیهورتکلا یورین ،یلک روط هب دیلوت ینوی داب زا لصاح یکیمانید

کرحم طسوت هدش میقتسمریغ شور ود اب ییامسلاپ یاه

[ 25 - ]24

و

میقتسم

[ ]26

هزادنا لباق یم یریگ

هزادنا یارب شهوژپ نیا رد .دشاب -

گ یوزارت کی زا رتسارت طسوت هدش دیلوت یورین میقتسم یری

( یلاتیجید WT2003CH, WANT CO. Ltd

تقد اب ) 001

/ 0 مرگ

نادیم یراذگرثا زا یریگولج یارب .تسا هدش هدافتسا یاه

هب لصتم یلاابژاتلو لباک و رتسارت نوماریپ ییاقلا یکیتاتساورتکلا نآ زا یشان یاطخ و زیون فذح و وزارت یکینورتکلا تارادم رب نآ اه

هداد رد هب میس کی قیرط زا هک یداراف سفق کی رد وزارت ،یرادرب

ج ،هدیدرگ لصتم نیمز داجیا یارب ،نیا رب هولاع .تسا هدش ییامنا

راب عمجت زا یریگولج نینچمه و وزارت و رتسارت نیب نمیا هلصاف هیکت کی یور رب رتسارت ،وزارت یور رب یکیرتکلا زا هک کبس هاگ

یورین نآ قیرط زا و هتفرگ رارق ،تسا هدش هتخاس اسلاب بوچ هفک هب ییاقلا

یم لقتنم وزارت لکش( ددرگ

3 .)

2-4 - هوحن هزادنا ی رتسارت یفرصم ناوت یریگ

یم ار ییامسلاپ کرحم یفرصم یکیرتکلا ناوت شور ود اب ناوت

هزادنا رب ینتبم هناگادج یکیرتکلا راب و یکیرتکلا نایرج یریگ

هظحل یکیرتکلا نایرج ،لوا شور رد .درک هبساحم زا یجورخ یا

میس زا هدافتسا اب ای کرحم گور ییاقلا چیپ

نداد رارق اب ای و یکـسفو

و هدیـشوپ دورتکلا نیب یرس تروص هب یکیرتـکلا تمواقم کی هزادنا ،نیمز یم یریگ

لارگتنا اب .دوش ریداقم برض لصاح زا یریگ

هظحل یلامعا ژاتلو یا 𝑉_𝑎(𝑡)

،هخرچ کی رد یکیرتکلا نایرج و

یم تسد هب یفرصم طسوتم ناوت .دیآ

رب ناوت هبساحم ،عومجم رد بصاح زا یریگلارگتنا ساسا

برض

هظحل ریداقم لانگیس لکش لیلد هب ،ژاتلو و نایرج یا

یاه

هداد طیارش هب نآ یگتسب و هدشریخست یم یرادرب

اب دناوت

دوش هارمه یتلاکشم

[ ]27

یسررب . عجرم یاه

[ ]28

یم ناشن ،دهد

رد .تسا یرتهب تقد و تیزم یاراد رظان نزاخ هب موسوم شور طم شور نیا لکش قبا

3 هدیشوپ دورتکلا نیب ریسم رد نزاخ کی ،

یم هداد رارق نیمز و کرحم زا نآ رس ود ندرک لصتم اب و دوش

ژاتلو ،پوکسولیسا هب بارپ یجورخ لاصتا و بارپ کی قیرط هظحل نزاخ یا 𝑉𝑚(𝑡)

هزادنا یم یریگ ناوت ،ساسا نیا رب .دوش

لکیس کی بوانت نامز رد طسوتم یفرصم طبار زا(𝑇)

لباق ریز ه

تسا هبساحم

[ ]28

،

( 1 𝑃̅ =1 )

𝑇∮ 𝑉_𝑎𝑑𝑄_𝑚

نآ رد هک 𝑄_𝑚(𝑡) = 𝐶_𝑚𝑉_𝑚(𝑡)

و نزاخ یکیرتکلا راب 𝐶_𝑚

تیفرظ

یم نزاخ هظحل یکیرتکلا راب مسر اب .دشاب یلامعا ژاتلو بسحرب یا

هظحل هتسب ینحنم کی ،یا

یم لصاح لکش یماداب هک دوش

( وژاسیل ینحنم هب موسوم Lissajous curve

یم ) لکش( دشاب 6

.)

هلداعم ( ی 1 ربارب وژاسیل ینحنم یلخاد حطس هک تسا نیا رگنایب )

،رـضاح شهوژپ رد .تسا رتسارت یفرـصم یکیرتکلا ناوت رادقم اب مرن رد یتابساحم دک کی اب دناوتب ات هدش هداد هعسوت بلتم رازفا

هزادنا ریداقم تـفایرد هدش یریگ

𝑉𝑚(𝑡) و 𝑉𝑎(𝑡) پوکسولیسا زا هک

یم لاقتنا رتویپماک هب نیلانآ روط هب ینحنم یلخاد حطس ،دنبای

هک تشاد هجوت یتسیاب .دیامن هبساحم نومزآ ره یارب ار وژاسیل هزادنا زا نانیمطا لوصح یارب یتسیاب یکیرتکلا راب قـیقد یریگ

ینزاخ تیفرظ رادقم زا و هدوب تباث هدافتسا دروم نزاخ تیفرظ رحم شهوژپ هباشم ،روظنم نیا یارب .دشاب رتشیب ک

[ ]29

کی زا

نزاخ MKP 630 V تیفرظ اب

47 .تسا هدش هدافتسا دارافونان

هزادنا تیزم نایرج شور هب تبسن یکیرتکلا راب شور اب یریگ

لک زا رظان نزاخ شور هک نیا لیلد هب هک تسا نیا رد یکیرتکلا نامز رد کرحم زا یروبع یکیرتکلا نایرج

یم یریگلارگتنا ،دنک

لانگیس تارثا تسا رداق همه اب رظانتم یاه

لاناکورکیم یاه

دنک ریخست ار هیلخت

[ ]30

یارب روکذم شور زا ،شهوژپ نیا رد اذل .

.تسا هدش هدافتسا یفرصم یکیرتکلا ناوت هبساحم

لکش 6 ) یلامعا ژاتلو اب رتسارت یارب وژاسیل ینحنم 19

تلوولیک

و 𝑡 = 3 mm

(6)

3 - و یسررب جیاتن لیلحت

1-3 - نارشیپ یورین

لکش رد 7 ات کیپ ژاتلو بسحرب رتسارت نارشیپ یورین تارییغت ،

تماخض یارب یسیطانغم نادیم روضح مدع و روضح رد کیپ یاه

ید عنام فلتخم یم هظحلام .تسا هدش هئارا کیرتکلا

هک دوش

فرص رظن تماخض یمامت یارب ابرنهآ روضح مدع ای روضح زا اب اه

یم شیازفا ورین رادقم ،یلامعا ژاتلو شیازفا اب ،عقاو رد .دبای

دایز اهدورتکلا نیب یکیتاتساورتکلا نادیم تدش ،ژاتلو شیازفا رب یلامعا بملوک یکیمانیدوردیهورتکلا یورین نآ یپ رد و هدش ثعاب و هدـش تیوقت امـسلاپ تارذ

یم یرتشیب موـتنموم ات دوش

رد .دنک ادـیپ لاقتنا لاناک لخاد یاوه نایرج هب رادراب تارذ زا سکع هک لاناک زا یجورخ زاگ نایرج یورین ،هجیتن نآ لمعلا

هزادنا وزارت طسوت یم یریگ

یم شیازفا ،دوش ،نینچمه .دبای

یم هدهاشم ید عنام تـماخض شیازفا اب هک دوش

کی رد کیرتکلا

تلو ورین رادقم ،ابرنهآ روضح مدع ای و روضح رد ،نیعم یلامعا ژاـ

یم شـهاک نادیم تدش ،تماخض شیازفا اب تقیقح رد .دبای

ییاقلا یورین تردق زا نآ عبت هب و هتفای شهاک یکیتاتساورتکلا یم هتساک امـسلاپ تارذ هب هداد هب هجوت اب .دوش

نیا ،یبرجت یاه

یم جاتنتسا مهم هتکن هک دوش

زا لصاح یسیطانغم نادیم رثا

ابرنهآ نودب تلاح اب هسیاقم رد ورین شیازفا ثعاب ابرنهآ لامعا یم یسررب .دوش یم ناشن اه

،یلامعا ژاتلو شیازفا اب هک دنهد

نودب تلاح اب هسیاقم رد ابرنهآ اب طیارش رد نارشیپ یورین فلاتخا یم شیازفا ،ابرنهآ .دبای

رادراب تارذ رب ،یلک روط هب

نادیم تحت امسلاپ یاه

زتنرول و بملوک یاهورین بیترت هب یسیطانغم و یکیتاتساورتکلا یم لامعا هزادنا ،رضاح شهوژپ رد .ددرگ

زا کی ره مهس یریگ

هب یسرتسد مدع لیلد هب نارشیپ یورین دیلوترد روکذم یاهورین هزادنا تازیهجت و رازبا ناکما زاین دروم یریگ

یمن ریذپ ا اب .دشاب نی

هعلاطم بـسحرب ،دوجو ریاس رد هدش ماجنا یددع و یبرجت یاه

ییامسلاپ سلاپ یاهرتسارت نوچمه یسیطانغمورتکلا یاهرتسارت

[ 32 - ]31

یسیطانغم ییامسلاپ و

[ 34 - ]33

یم هظحلام ، رثا هک دوش

یم هجوت لباق ینامز ،یمجح یورین ناونع هب زتنرول یورین دوش

تسارت رد هدش دیلوت یامسلاپ هک هبترم زا ییلااب یکیرتکلا نایرج ،ر

یلاح رد نیا .دهد روبع دوخ زا ار رپمآولیک دنچ ات رپمآ دص دنچ هبترم زا یروبع یکیرتکلا نایرج ،رضاح شهوژپ رتسارت رد هک تسا یلیم هد دنچ یم رپمآ

هب ،نیاربانب .دشاب رظن

یم نادیم تیمها دسر

تسم رثا بلاق رد دیابن ار یلامعا یسیطانغم رب زتنرول یورین میق

نوی یور یسررب .درک وجتسج امسلاپ نایرج رد نیگنس یاه اه

یم ناشن نوی هک دهد نورتکلا فلاخرب اه

میژر رد اه هیلخت یاه

ید عنام یمن رارق یسیطانغم نادیم ریثات تحت کیرتکلا دنریگ

[ ]35

.

هدیدپ داجیا رد ار یسیطانغم نادیم رثا یتسیاب ،نیاربانب یاه

رگید نورتکلا شقن ندرک گنر رپ اب هک ی نیآرف دوبهب ثعاب اه

ـــ د لکش

7 ) یلامعا ژاتلو بسحرب رتسارت نارشیپ یورین

یم نویسازینوی هدیدپ نیا .درک لابند ،دنوش

شخب رد اه 3

- 2 دروم

یم رارق یسررب .دنریگ

شهوژپ زا یخرب هحفص ییامسلاپ کرحم یور رب هتفرگ تروص یاه

ناشن تخت هداد

یعبات ،یناوت نوناق بلاق رد نارشیپ یورین هک دنا

تسا یلامعا ژاتلو زا (𝐹𝑡∝ 𝑉^𝑚)

ناه و نوی ،لاثم روط هب .

[ ]36

.تسا یلامعا ژاتلو ود ۀبترم عبات نارشیپ یورین هک دنداد ناشن ( 2 ) 𝐹_𝑡= 𝐾_𝑡𝑉²

بیرض ،لااب هطبار رد 𝐾_𝑡

تباث کی یارب و صخشم سناکرف کی رد

ید یرتکلا کرحم یسدنه تاصخشم هب هتسباو اهنت ،نیعم یک

یم نارشیپ یورین یارب یبرجت هطبار کی جارختسا روظنم هب .دشاب

بیرض دیاب رتسارت 𝐾_𝑡

ناوت و اب شهوژپ نیا رد .دنوش نییعت𝑚

هداد یور رب هک یناوارف لیلحت و هیزجت لکش رد هدش هئارا یاه

7

یسدنه بیرض ،دش ماجنا 𝐾𝑡

اهنت هک یسدنه یاهرتماراپ رثا رگنایب

:تسا هدمآ تسد هب ریز تروص هب تسا نارشیپ یورین رب ( 3 𝐾_𝑡= [𝑡^𝐶¹^−𝐶²^(𝐶³^−𝑡)ln 𝑡 )

𝐿 (1 +𝑡 𝐿)

1 𝐿⁄

(1 + 𝐿)^1+𝐶⁴^(𝐶⁵^−𝐿)]

−1

تباوث 𝐶1

ات 𝐶5

هداد ساسا رب یم جارختسا لباق یبرجت یاه

.دنشاب

هطبار هب هجوت اب

3 یم ، هب ار نارشیپ یورین عبات ناوت لکش

یلک :درک فیرعت ریز تروص هب یرت

( 4 ) 𝐹𝑡= 𝐾𝑡𝛽𝑡𝐹(𝑉)

نآ رد هک ( سایقم نارـشیپ یورین𝐹(𝑉)

Scaled thrust هدیمان )

یم یم نارشیپ یورین زا یمهس رگنایب هک دوش عبات ًافرـص هک دشاب

،تسا یلاـمعا ژاـتلو ( 5 𝐹(𝑉) = 𝐹_𝑡 )

𝐾𝑡𝛽𝑡

= 𝛼𝑉^𝑚

و 𝛽𝑡

یم نارشیپ یورین رب یسیطانغم نادیم رثا بیرض رد هک دشاب

.تسا هدش فیرعت ریز تروص هب شهوژپ نیا ( 6 𝛽_𝑡= (𝐵𝑚𝑎𝑥𝐿 )

𝑡 )

𝜆

هطبار نیا رد 𝐵_𝑚𝑎𝑥

و رگشنار رد هنیشیب یسیطانغم نادیم رادقم 𝜆

هداد ساسارب هک تسا یبرجت یتیمک هزادنا یاه

لباق هدش یریگ

یم جارختسا نادیم روضح مدع تروص رد تسا رکذ هب مزلا .دشاب

بیرض رادقم ،یسیطانغم 𝛽_𝑡

ربارب 1 یم هتفرگ رظن رد هجوت اب .دوش

(7)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــــــــــــــــــــــــــــ ــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــ

399

هزادنا ریداقم هب لکش رد نارشیپ یورین هدش یریگ

7 نییعت و

بیارض 𝐾𝑡

و 𝛽𝑡

طباور زا 3 و 6 هبساحم سایقم نارشیپ یورین ،

لکش رد نآ جیاتن و هدش 8

دش هئارا .تسا ه

لکش 8 ) ن ی ور ی پ ی نارش قم ی سا بسحرب ژاتلو لامعا ی

نامه روط یم هظحلام هک نییاپ یاهژاتلو رد ،دوش

هداد ،رت یاه

یلاح رد نیا .دنرگیدکی رب قبطنم ًابیرقت سایقم نارشیپ یورین یـنحنم راتفر ،یلامعا ژاـتلو رادقم شیازفا اب هک تسا زا اه

یاهژاتلو 19

، 21 و 23 یارب بیترت هب دعب هب تلوولیک

تماخض ید یاه کیرتکلا 2 ، 3 و 4 یلیم یم رییغت رتم تلع .دنک

هدیدپ ،راتفر نیا عوقو

میژر هب یگتخورفارب میژر زا امسلاپ لاقتنا

هگر هگر میژر رد .تسا یا یکیرتکلا ناوت زا یهجوت لباق شخب ،یا

یم کلهتسم یترارح تافلاتا تروص هب یدورو و دنوش

ورنیزا

دهاوخن نارشیپ یورین شیازفا رد یهجوت لباق ریثات ژاتلو شیازفا یم هدهاشم .تشاد هطقن ژاتلو رادقم هک دوش

شیازفا اب لاقتنا

ید عنام تماـخض یم شـیازفا ،کیرتکلا

نیا یانعم هب نیا و دبای

هگر میژر هب لاقتنا ،تماخض شیازفا هک تسا یم ریخات هب ار یا

-

یئزج .دزادنا شخبریز رد هدیدپ نیا رتشیب تا

3 - 4 - 1 حیرشت

.دش دهاوخ ناوت جارختسا روظنم هب

هطبار رد𝑚 ی 5 یورین ریداقم ،

لکش رد هدش هئارا سایقم نارشیپ 8

یازا هب نیعم ژاتلو ره رد ،

تماخض یاه ید تلاح یارب فلتخم کیرتکلا ب و اب یاه

ـــــ نود

،ابرنهآ طسوتم رب ینحنم راهچ و هدش یریگ هداد نیا

هدش شزارب اه

لکش رد نآ جیاتن هک 9

.تسا هدهاشم لباق

لکش 9 ) نحنم ی یاه شزارب هدش رب ور ی داقم ی ر طسوتم ن ی ور ی پ ی نارش

قم ی سا بسحرب ژاتلو لامعا ی لکش رد( گنر یبآ ینحنم هب هجوت اب

9 هداد شزارب زا هک ) یاه

تماخض هب طوبرم ید یاه

تلاح یارب فلتخم کیرتکلا و اب یاه

ناوت رادقم ،تسا هدمآ تسد هب یگتخورفارب میژر رد ابرنهآ نودب اب ربارب𝑚 952 / 5 یم هب هجوت اب هک تسا یلاح رد نیا .دشاب

ینحنم هوهق یاه هب طوبرم بیترت هب هک گنر زمرق و شفنب ،یا

تماخض یاه 2 ، 3 و 4 یلیم هگر میژر رد رتم یم یا

رادقم ،دنشاب

ناوت اب ربارب𝑚 271 / 3 ، 331 / 3 و 257 / 3 نآ نیگنایم هک تسا اه

286 / 3 یم یم هـظحلام ،نیارـبانب .دشاب نارشیپ یورین هک دوش

میژر رد رتسارت هگر و یگتخورفارب یاه

تروص هب بیترت هب یا 𝐹_𝑡∝

𝑉⁶ و 𝐹𝑡∝ 𝑉^3.3 .تسا یلامعا ژاتلو زا یعبات

2-3 - هدیدپ رثا یسررب سیطانغم نادیم روضح زا یشان یاه

رب ی

نارشیپ یورین یم ناشن امسلاپ کیزیف رب مکاح تلاداعم هب هک دنهد

لیلد دوجو

هدیدپ ،امسلاپ رد فلتخم تارذ نیب دروخرب و راشف نایدارگ یاه مک یحاون تمس هب یلاگچرپ یحاون زا امسلاپ نایرج زا یذوفن ضرع رد مه و یسیطانغم نادیم طوطخ یاتسار رد مه ،یلاگچ نآ دوجو هب اه

یم نادیم و تعرس یاهرادرب هک یتروص رد .دیآ

هفلوم یاراد یکیتاتساورتکلا و دنشاب یطیحم و یروحم یاه

یاتسار رد نایرج راش ،دشاب یروحم ًلاماک یسیطانغم نادیم یروحم (Γ𝑧) هطبار زا یم لصاح ریز

[ دوش

]19

،

( 7 Γ𝑧= 𝑛𝜈𝑧= ±𝜇𝑛𝐸𝑧− 𝐷𝜕𝑛 )

𝜕𝑧

نآ رد هک و𝜇

.دنراد مان کیسلاک کرحت و ذوفن بیارض بیترت هب𝐷

و𝑛 یکیتاتساورتکلا نادیم و تارذ یلاگچ رگنایب بیترت هب مه𝐸

یم هب هک تسا یلاح رد نیا .دنشاب هطساو

یسیطانغم نادیم

یضرع راش ،یکیتاتساورتکلا نادیم یطیحم هفلوم رب دومع یروحم دومع (Γ⊥) یم نایرج زین یسیطانغم نادیم رب

[دبای

]19

،

( 8 Γ_⊥= 𝑛𝒗_⊥= ±𝜇_⊥𝑛𝑬 − 𝐷_⊥∇𝑛 + 𝑛 )

1 + Ω⁻² 𝑬 × 𝑩

𝐵²

نآ رد هک ( 9 𝜇⊥= 𝜇 )

1 + Ω²

( 10 𝐷_⊥= 𝐷 )

1 + Ω²

و یدومع کرحت و ذوفن بیارض ،بیترت هب Ω = eB/mv

لاه لماع

یم رب یسیطانغم نادیم یراذگرثا یگنوگچ رتهب کرد یارب .دشاب

زا کی ره شقن ،نویسازینوی دنیآرف تیفیک یور تمس تارابع

هلداعم تسار ی

8 یم یسررب نورتکلا هکنیا تسخن .دوش

هب اه

زتنرول یورین تحت ندوب کبس لیلد 𝐹_⊥= 𝑒𝐯 × 𝐁

یم رارق .دنریگ

نادیم تدش اب ربارب یسیطانغم نادیم رادرب هزادنا ،اجنیا رد مه تعرس رادرب هزادنا و تساهابرنهآ زا لصاح یروحم یسیطانغم لوم رادقم اب ربارب ترابع طقف هک یتروص رد .تسا تعرس یطیحم هف

هلداعم تسار تمس لوا

8 رب زتنرول یورین ،دوش هتفرگ رظن رد

نورتکلا هیلوا تعرس اب یروحم یسیطانغم نادیم تحت یاه

یدومع 𝐯_⊥= ±𝜇_⊥𝐄 یم ثعاب و هتشاذگ رثا ،

نورتکلا هک دوش اه

نآ دادتما رد و یسیطانغم نادیم طوطخ لوح یتکرح اه

یشخرچ

(8)

رومرلا عاعش هب فورعم هک شخرچ نیا عاعش رادقم .دننک ادیپ یم اب تسا ربارب دشاب 𝑅 = 𝑚𝑣/𝑒𝐵

نآ رد هک ، 𝑚

رادراب هرذ مرج

یم هظحلام .تسا نورتکلا هک دوش

رتمک رایسب مرج لیلد هب اه

نوی هب تبسن نیمه هب و دنتسه یرتمک رومرلا عاعش یاراد اه

ریثات تحت هک تسا لیلد

یم رارق نادیم ًاحلاطصا و دنریگ

یم هدیسیطانغم یلاح رد ،دنوش

نوی هک یقاب هدیسیطانغمریغ اه

یم نورتکلا ،درادن دوجو یسیطانغم نادیم هک یطیارش رد .دننام اه

یم یط دنآ هب دتاک دورتکلا تمس زا ار یمیقتسم ریسم رد .دننک

نورتکلا یشخرچ تکرح هک یلاح رد هدش هدیسیطانغم یاه

دادتما

یم ثعاب یسیطانغم نادیم طوطخ نورتکلا هک دوش

ریـسم اه

ینلاوط یم ثـعاب رما نیا و دنیامیپب یرت دروخرب لاـمتحا دوش

نورـتکلا لوکلوم اب اه شیازفا نویـسازینوی و هدش رتـشیب اوه یاه

[دبای

]35

یم هظـحلام هک نیا مود . نادـیم لامعا اب دوش

نادیم رب دومع یـسیطانغم شیازفا لاه رتماراپ ،یکیتاتساورتکلا

نورتکلا یدومع ذوفن بیرض و هطبار قبط اه

ی 10 هتفای شهاک

(𝐷⊥< 𝐷) هلداعم قبط یطیحم تهج رد نایرج راش هجیتن رد و

8

یم شیازفا رثا یلامعا یسیطانغم نادیم رگید یانعم هب .دبای

سبح نورتکلا یور رب یگدننک یم ثعاب رما نیا و دراد اه

وش هک د

نورتکلا یراگدنام لامتحا و هدش رتشیب نویسازینوی هیحان رد اه

نورتکلا نیب دروخرب دوش رتشیب یثنخ تارذ و اه

[ 38 - ]37

نیا موس .

هطساو هب ،هک هلداعم تسار تمس رد رخآ ترابع ی

ی 8 رثا هک ،

شنار 𝐄 × 𝐁 نادیم رد ،دراد مان و یکیتاتساورتکلا عطاقتم یاه

،یسیطانغم نورتکلا

نادیم رب دومع تهج رد اه تکرح ،اه

یم ادیپ یدیئولکیس نورتکلا ،هجیتن رد .دننک

ینحنم یریسم اه

ینلاوط و لکش دوجو یسیطانغم نادیم هک یتلاح هب تبسن ار یرت

یم یط ،درادن نورتکلا یراگدنام نامز ،طیارش نیا رد .دننک

رد اه

نآ عبت هب و هدش رتشیب اهدورتکلا نیب یاضف

تارذ دروخرب لامتحا

یم شیازفا

[دبای

]39

یم ،تیاهن رد . نادیم لامعا هک تفگ ناوت

هدیدپ هس تیوقت بلاق رد یسیطانغم

یبناج ذوفن ،یشخرچ تکرح

شنار و 𝐄 × 𝐁 عبت هب و هدش نویسازینوی دنیآرف دوـبهب هب رجنم ،

یم شیازفا رادراب تارذ یلاگچ نآ رادراب تارذ یلاگچ شیازفا .دبای

نایرج هب رتشیب موتنموم لاقتنا و بملوک یورین شیازفا یانعمب تسا لاناک لخاد یاوه اذل

یم هدوزفا نارشیپ یورین رادقم هب .دوش

3-3 - یفرصم ناوت رد کیپ ات کیپ ژاـتلو بسحرب رتسارت یکیرتکلا یفرصـم ناوت

تلاح لکش رد ابرنهآ نودب و اب یاه 10

.تسا هدش هداد ناشن

یم هظحلام ش

فرص هک دو رظن

نادیم دوجو مدع ای دوجو زا

ید عنام تماخض ره یارب ،یسیطانغم دایز اب ،هاوخلد کیرتکلا

یم شیازفا رتسارت یفرصم ناوت ،یلامعا ژاتلو ندش زا یشخب .دبای

هداد اب قباطم نارشیپ یورین دیلوت هب رجنم ناوت نیا لکش یاه

7

یم فا اب ،نیعم ژاتلو کی رد ،نینچمه .دوش عنام تماخض شیاز

ید یم شهاک یفرصم ناوت ،کیرتکلا هب تماخض شیازفا .دبای

ید عنام تمواقم بیرض شیازفا یانعم نیاربانب و هدوب کیرتکلا

عبت هب و هتفای شهاک یروبع یکیرتکلا نایرج ،صخشم ژاتلو رد یم مک یفرصم ناوت نآ هداد .دوش

یم ناشن یبرجت یاه هک دنهد

د عنام تماخض ره رد ی

یتلاح رد یفرصم ناوت ،هاوخلد کیرتکلا

شهاک ابرنهآ نودب تلاح اب هسیاقم رد هدش هدافتسا ابرنهآ زا هک یم ادیپ نآ ریداقم نیب فلاتخا و دنک ،یلامعا ژاتلو شیازفا اب اه

یم رتشیب عنام هیلخت میژر یارب هـناگادج یبرجت تاعلاطم .دوش

ید کیرتکلا

[ ]21

انورک هیلخت میژر و

[ ]40

ییامسلاپ یاهروتکآر رد

ناوت ،یسیطانغم نادیم یریگراک هب اب هک تسا نیا زا یکاح زین یم شهاک یکیرتکلا یفرصم شخبریز رد .دبای

یاه 3 - 4 - 1 و 3 -

4 - 2 هدیدپ و امسلاپ نایرج راتخاس هب هجوت اب ، ،نآ رب مکاح یاه

هدش حیرشت یسیطانغم نادیم تحت یفرصم ناوت شهاک لیلاد .تسا د یسررب هدا لکش یبرجت یاه 10

ناوت هک تسا نیزا یکاح

هباشم هک تـسا ژاـتلو زا یناوت یعبات یفرصم یکیرتکلا شهوژپ

[ ]41

یم داد شیامن یناوت نوـناق بـلاق رد ار نآ ناوت

(𝑃̅ ∝ 𝑉^𝑛) یم ناشن نونکات هتفرگ تروص یبرجت تاعلاطم . دنهد

لماع رادقم هک کرحم یارب𝑛

رد تخت هحفص یاه هزاـب

2 ات 4

یم ریغتم

[دشاب

]42

رادقم ندروآ تسد هب تهج . دروم رتسارت یارب𝑛

هطبار هباشم ،شهوژپ نیا رد هعلاطم ی

4 هب یفرصم ناوت عبات ،

،تسا هدش هتفرگ رظن رد ریز تروص ( 11 ) 𝑃̅ = 𝐾_𝑝𝛽_𝑝𝑃(𝑉)

نآ رد هک ژاتلو عبات ًافرص هک تسا سایقم یفرصم ناوت𝑃(𝑉)

یم یلامعا .دشاب

( 12 𝑃(𝑉) = 𝑃̅ )

𝐾𝑝𝛽𝑝

= 𝜗𝑉^𝑛

𝐾_𝑝 یسررب ساسا رب هک تسا یفرصم ناوت یسدنه بیرض و اه

لیلحت داهنشیپ ریز تروص هب شهوژپ نیا رد هتفرگ تروص یاه

یم :ددرگ

( 13 𝐾𝑝= [𝑡^𝐶⁶^−𝐶⁷^(𝐶⁸^−𝑡)ln 𝑡 )

𝐿 (1 +𝑡 𝐿)

1 𝐿⁄

]

−1

تباث ،نآ رد هک یاه

𝐶₆ ات 𝐶₈ هداد ساسا رب لباق یبرجت یاه

یم جارختسا هطبار رد .دنشاب

11 ، 𝛽_𝑝 یسیطانغم نادیم رثا بیرض

لکش 10 ) یلامعا ژاتلو بسحرب رتسارت یفرصم یکیرتکلا ناوت

(9)

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــــــــــــــــــــــــــــ ــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــ

401

یم هدیمان یفرصم ناوت رب ریز تروص هب شهوژپ نیا رد هک دوش

.تسا هدش فیرعت ( 14 𝛽𝑝= (𝐵𝑚𝑎𝑥𝐿 )

𝑡 )

𝛾

هداد ساسارب هک تسا یبرجت یتیمک𝛾 هزادنا یاه

هدش یریگ

یم جارختسا هزادنا ریداقم هب هجوت اب .دوش

یفرصم ناوت هدش یریگ

لکش رد 10 طباور زا هدافتسا اب و 12

ات 14 سایقم یفرصم ناوت ،

لکش رد نآ جیاتن و هدیدرگ هبـساحم 11

نامه .تسا هدـش هئارا روط

یم هظـحلام هک لاخرب دوش

هداد راتفر ف یورین هب طوبرم یاه

لکش رد سایقم نارشیپ 8

هدیدپ زا یشان( یگتسکش هنوگ جیه ، ی

هگر میژر هب یگتخورفارب میژر زا لاقتنا هداد بیش رد )یا

ناوت یاه

یمن هدید سایقم یفرصم تماخض فلتخم ریداقم یازا هب و دوش

ید هداد ،کیرتکلا قبطنم رگیدکی رب ًابیرقت اه

و دنا هتسویپ روط هب

یم شیازفا ژاتلو ندش دایز اب .دنبای

ناوت نییعت یارب هطبار رد𝑛

ی 12 سایقم یفرصم ناوت ریداقم ،

لکش رد هدش هئارا 11

تماخض یازا هب نیعم ژاتلو ره رد ، یاه

ید تلاح رد و فلتخم کیرتکلا ،ابرنهآ نودب و اب یاه

طسوتم هداد نیا رب ینحنم کی و هدش یریگ اه

هک هدش شزارب

لکش رد نآ جیاتن 12

.تسا هدهاشم لباق

طخ یـنحنم هب هجوت اب لکش رد( هتسویپ

12 یور رب شزارب زا هک )

همه هداد نیگنایم یاه و یگتخورفارب میژر ود ره رد هدش یریگ

هگر ناوت رادقم ،تسا هدمآ تسد هب یا اب ربارب𝑛

43 / 4 یم .دشاب

لکش 11 ) یفرصم ناوت قم

ی سا بسحرب ژاتلو لامعا ی

لکش 12 ) نحنم ی شزارب هدش رب ور ی داقم ی ر طسوتم ن ی ور ی پ ی نارش قم ی سا

بسحرب ژاتلو لامعا ی فرص ،نیاربانب

رظن هب رتسارت یفرصم ناوت ،امسلاپ میژر عون زا

تروص 𝑃̅ ∝ 𝑉^4.4 .تسا ژاتلو زا یعبات

4-3 - ییآراک لماع رد مهم لماوع زا یکی ییآراک ،ییامسلاپ یاهرتسارت درکلمع لیلحت

یم نارشیپ یورین تبسن ساسارب هک دشاب (𝐹𝑡)

یفرصم ناوت هب

یم فیرعت رتسارت

[ دوش

]41

.

( 15 𝜂𝑒𝑓𝑓∗ =𝐹𝑡 )

𝑃̅

لکش رد 13

ینحنم ، یارب یلامعا ژاتلو بسحرب ییآراک یاه

تماخض ید فلتخم یاه هدش مسر کیرتکلا

نامه .دنا روط

هک

یم هدهاشم ینحنم ،دوش

هلق تروص هب اه اب و دنتسه لکش یا

دعب و شیازفا هنیشیب هطقن کی هب ندیسر ات یلامعا ژاتلو شیازفا یم شهاک نآزا شهوژپ رد راتفر نیا .دنبای

کرحم یارب هباشم یاه

تسا هدش هدید زین تخت هحفص

[ 43 - ]41

.

لکش 13 ) بسحرب رتسارت ییآراک رتماراپ یلامعا ژاتلو

1-4-3 - میژر رثا یسررب ییآراک لماع رب امسلاپ هیلخت فلتخم یاه

ی