内磁层中捕获有大量不同能量的带电粒子,存在着多种不同频率的等离子体波动。波粒相互作用对于内磁层中等离子体波动的激发以及带电粒子的动力学演化均有着极为重要的意义。本论文主要从准线性理论模拟、试验粒子模拟以及观测资料分析三个方面,对内磁层中的一种重要的波粒相互作用——回旋共振进行全面的分析。在第一章中,我们介绍了地球内磁层中的带电粒子成分和主要等离子体波动,阐述了波粒相互作用的概念和意义。在第二章中,我们采用了完整的多成分冷等离子体色散关系,.建立了一个全新的准线性扩散系数模型。该模型能够计算冷等离子体波动与任意带电粒子的回旋共振的扩散系数。我们分析了多种典型波模对辐射带电子以及环电流质子的作用,详细研究了不同中心频率的快磁声波对辐射带电子的加速效果。在第三章中,我们建立了一个描述辐射带电子和环电流质子与单色平行传播的电磁离子回旋波共振特性的试验粒子模型。我们分析了在大振幅的回旋波作用下电子和质子表现出的三种非线性机制的特征,对比研究了试验粒子模型输运系数与准线性输运系数,强调了非线性作用的显著影响。在第四章中,我们介绍了范艾伦探测器和电磁波动分析方法。我们利用范艾伦探测器数据首次观测证实了等离子层外嘶声波的起源,并通过准线性理论首次定量分析了等离子层外嘶声波对辐射带电子的损失作用。在第五章中,我们总结了我们所采用的研究方法和所取得的研究结果,并展望了未来的研究方向。