Electromagnetic-wave propagation in a bounded magnetoplasma

Summary Dispersion diagrams (ωvs. k) are obtained by numerical solution of the dispersion relation and determinantal equation for electromagnetic waves propagation along the lines of force in a bounded, cold, uniform magnetoplasma for frequencies in the vicinity of the electron cyclotron frequency. The results for slow waves (ω/k<c) are compared with those given by the electrostatic theory. By using a combined numerical and analytical analysis the electrostatic theory is obtained from the electromagnetic one. A solution of the electromagnetic dispersion relation with azimuthal-mode indexm<0 is found to correspond to the right circularly polarized mode of the infinite magnetoplasma. It is shown that there is no counterpart to this mode in the azimuthally symmetricm=0 solution.

---

Riassunto Diagrammi di dispersione (ωvs. k) sono ottenuti mediante la soluzione numerica della relazione di dispersione e l’equazione determinantale per onde elettromagnetiche che si propagano lungo le linee di forza in un magnetoplasma limitato, freddo e uniforme per frequenze nelle vicinanze della frequenza del ciclotrone dell’elettrone. I risultati per onde lente (ω/k<c) sono confrontati con quelli dati dalla teoria elettrostatica. Usando un’analisi combinata numerica ed analitica la teoria elettrostatica è ottenuta da quella elettromagnetica. Si trova che una soluzione della relazione di dispersione elettromagnetica con l’indice del modo azimutalem<0 corrisponde con il modo destro a polarizzazione circolare del magnetoplasma infinito. Si mostra che non c’è alcuna controparte a questo modo nella soluzione a simmetria azimutalem=0.

---

Резюме Получаются дисперсионные диаграммы (зависимость ω отk) путем численного решения дисперсионных соотношений и детерминантного уравнения для электромагнутных волн, распространяющихся вдоль силовой линии в ограниченной, холодной, однородной магнитоплазме для частот вблизи электронной циклотронной частоты. Результаты для медленных волн (ω/k<c) сравниваются с предсказаниями электростатической теории. Электростатическая теория получается из электромагнитной теории с помощью численного и аналитического анализа. Обнаружено, что решение электромагнитного дисперсионного соотношения с азимутальным индексомm<0, соответствует правой циркулярно поляризованной моде бесконечной магнитоплазмы. Показывается, что отсутствует соответствующая этой моде часть в азимутально симметричномm=0 решении.