Дебаевский радиус экранирования

Как уже сказано выше, основным свойством плазмы является стремление к электрической нейтральности. Однако в процессе хаотического движения частиц в плазме возможно временное отклонение от нейтральности в отдельных областях, то есть происходит временное разделение зарядов в пространстве. Так же следует иметь в виду, что в общем случае заряды различного знака расположены на некотором расстоянии друг от друга.

Рассмотрим элемент структуры поля состоящий из некоторой заряженной частицы и объемного заряда, например, ионов противоположного знака, расположенных на некотором расстоянии.

К понятию о дебаевском радиусе экранирования

В целом система нейтральна и на удалении поле стремится к нулю. Однако вблизи заряженной частицы электростатическое поле от этой частицы преобладает. Только начиная с некоторого расстояния начинает проявляться действие зарядов противоположного знака, стремящихся уменьшить суммарное поле.

Характерное расстояние, на котором перестают проявляться неоднородности структуры поля квазинейтральной плазмы носит название дебаевского радиуса экранирования.

В равновесной плазме, где температуры электронной и ионной составляющих плазмы одинаковы (Те = Т+ = Тгаза) характерный радиус экранирования заряда равен

d = √(kT/8πe2ne)

В неравновесной плазме при Те >> Т+ = Тгаза

d = √(kT/4πe2ne)

Дебаевский радиус связан с расстоянием, на которое возможно сильное разделение зарядов в плазме. Например, при Те = 1 эВ и ne = 1014 1/м3 дебаевский радиус d = 5,2×10-4 м. Часто ионизованный газ называют плазмой, если дебаевский радиус экранирования много меньше других характерных расстояний области, занятой плазмой.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru