Физика плазмы

Физика плазмы

 

 

Лэнгмюр изучал тлеющий заряд

Состояние вещества в столбе он назвал плазмой

Энергии: кинетическая, потенциальная, колебания, ионизации

1) В твёрдом теле W _пот>> W _кин Только электроны движутся

2) В жидкости W _колеб>> W _пот Расстояние между атомами и молекулами примерно фиксировано но разлёта пока нет

3) В газе W _кин > W _пот

4) В плазме W _иониз> всех видов энергии

 

 

Представим себе

 

 

 

 

n – концентрация

n_e = n_i

 

 

C = E = E = ∙

F = ∙ W = ∙ e

конденсатор

Q = C∙U

 

 

Свойства плазмы:

1) Ионизованность

2) Квазинейтральность (из-за того что n_e = n_i)

 

 

Будем считать, что все ионы и электроны движутся в одном направлении. Каждый имеет свою ориентацию

Либо они разлетаются, либо нет

В каком случае они не разлетаются?

 

 

Если W _кин = W _пот

 

Q = S∙d∙n_e∙e U = = ∙4πd E = 4πd∙n_ee F = 4πd∙n_ee²

ω_o = = ω_p — плазменная частота (лэнгмюровская частота)

 

Приравниваем энергию к kT

 

d = — Дебаевский радиус

 

Можно говорить о разной температуре Т_e и T_i

Чем меньше взаимодействие, тем меньше радиус. Он зависит от n_e и Т_е

Определение:

Плазма – ионизованный, квазинейтральный газ, имеющий размеры, превышающий радиус Дебая

В плазме разделение может быть на расстояние меньше радиуса Дебая

 

Идеальная плазма – когда W _кин >> W _{эл взаим}

 

kT >> => kT >>

 

Мы имеем дело с неидеальной плазмой

 

p ~ nv² — давление