Плазмові осциляції

Визначення

Плазмові осциляції, також відомі як ленгмюрівські хвилі, представляють поздовжні коливання плазми з плазмовою частотою:

ω0 = √(4πne²/m)

Де:

• ω0 – плазмова частота
• e – заряд електрона
• m – маса електрона
• n – концентрація електронів

Механізм генерації

Плазмові осциляції виникають внаслідок колективного руху електронів зсунених від позитивних іонів. Коли електрони зміщуються, вони створюють електричне поле, яке діє на іони. Іони, які набагато важчі, ніж електрони, відхиляються повільніше, створюючи градієнт електричного поля, який знову притягує електрони до початкового положення. Цей процес викликає осциляцію електронів навколо положення рівноваги з плазмовою частотою.

Дисперсійне співвідношення

Дисперсійне співвідношення для плазмових коливань задається рівнянням:

ω² = ω0² + k²v²

Де:

• k – хвильовий вектор
• v – теплова швидкість електронів

Загасання

У реальних плазмах плазмові осциляції поступово затухають у часі. Цьому сприяє ряд механізмів, таких як зіткнення між частинками, розсіювання хвиль на іонах та радіаційний демпфінг.

Застосування

Плазмові осциляції мають широке застосування в різних областях фізики плазми:

• Діагностика плазми: Плазмову частоту можна використовувати для визначення концентрації електронів у плазмі.
• Нагрівання плазми: Плазмові осциляції можна використовувати для нагрівання плазми, прискорюючи електрони та збільшуючи їхню кінетичну енергію.
• Управління хвилями: Плазмові осциляції можна використовувати для керування та саморегуляції інших типів хвиль у плазмі.

Часто задавані питання

1. Що викликає плазмові осциляції?
2. Яка частота плазмових осциляцій?
3. Як плазмові осциляції затухають?
4. Які застосування мають плазмові осциляції?
5. Який зв'язок між плазмовою частотою і концентрацією електронів?

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 24 05 2024. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.