Coexistence of two modes of ion-acoustic waves in two-ion-species plasmas is investigated both theoretically and experimentally. Two ions are combinations of H2, He, Ne, Ar and Xe. The boundary of existence of two modes in the plane of an electron–ion temperature ratio and heavy–light ion mass ratio is obtained from the two-species ion-acoustic dispersion relation with a real frequency and a complex wavenumber. The boundary is given approximately by Te/Ti = 2Mh/Ml, where Te and Ti are temperatures of electrons and ions, respectively, and Mh and Ml are masses of heavy and light ions, respectively. The experiment is perfomed with a double-plasma device. Ion-acoustic waves are transmitted by applying a sinusoidal pulse to the anode of the source plasma. A single mode is observed for Ne–Ar, He–Ne, Ne–Xe and Ar–Xe plasmas and two modes are detected for H2–Ar, H2–Ne and He–Ar plasmas.
2つのイオン種を含むプラズマにおけるイオン音波の2つのモードの共存について、理論的および実験的に研究した。2つのイオンは、H2、He、Ne、Ar、Xeの組み合わせである。電子-イオン温度比と重イオン-軽イオン質量比の平面における2つのモードの存在境界は、実周波数と複素波数を持つ2種イオン音波の分散関係から求められる。この境界は近似的にTe/Ti = 2Mh/Mlで与えられる。ここで、TeとTiはそれぞれ電子とイオンの温度、MhとMlはそれぞれ重イオンと軽イオンの質量である。実験は二重プラズマ装置を用いて行われた。イオン音波は、ソースプラズマの陽極に正弦波パルスを印加することによって送信された。Ne-Ar、He-Ne、Ne-Xe、Ar-Xeプラズマでは単一モードが観測され、H2-Ar、H2-Ne、He-Arプラズマでは2つのモードが検出された。