Wave propagation across ion cyclotron resonance layers is investigated by use of a boundary layer analysis for a perpendicularly stratified, weakly inhomogeneous plasma. Corresponding to the situation in many plasmas of interest, it is assumed that the wave frequency is much less than the ion plasma frequency, but that the ratio of ion plasma frequency to wave frequency times the ratio of ion thermal speed to the speed of light is small. Nontrivial effects of the cyclotron resonance appear in the boundary layer and modify the current density from the cold plasma limit. These corrections suggest the breakdown of the geometrical optics limit. Wave equations for the field valid within an arbitrary harmonic resonance layer are derived, as well as for the two ion hybrid resonance case. Analytical proofs of reciprocity relations are given for the general wave propagation problems.
イオンサイクロトロン共鳴層を横切る波動伝播は、垂直方向に成層した弱非一様プラズマに対する境界層解析を用いて調べられる。多くの興味あるプラズマにおける状況に対応して、波動周波数はイオンプラズマ周波数よりもはるかに小さいが、イオンプラズマ周波数と波動周波数の比にイオン熱速度と光速の比を掛けたものは小さいと仮定される。サイクロトロン共鳴の非自明な効果は境界層内に現れ、冷プラズマ極限からの電流密度のずれを生じる。これらの補正は幾何光学極限の破綻を示唆する。任意の高調波共鳴層内で有効な波動場の方程式が導出され、二イオン混成共鳴の場合についても同様に導出される。一般的な波動伝播問題に対する相反定理の解析的証明が与えられる。