פרמטרים של פלזמה

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש

פרמטרים של פלזמה מגדירים את התכונות השונות של פלזמה.

בפירוט הבא, כל הערכים המספריים מתייחסים למערכת יחידות cgs, למעט הטמפרטורה המוצגת ביחידות של אלקטרון וולט, ומסת יונים המוצגת ביחידות של מסת פרוטון μ=mi/mp, Z הוא מצב היינון, kB קבוע בולצמן, K הוא מספר גל, γ המקדם האדיאבטי ו-lnΛ הוא לוגריתם-קולון. הפרמטרים מקובצים על-פי יחידות המידה, והיחידות מצוינות בסוגריים מרובעים.

תדירויות

  • תדירות-גירו של אלקטרונים, התדירות הזוויתית של התנועה המעגלית של אלקטרון במישור הניצב לשדה המגנטי:
ωce=eB/mec1.76×107B[rad/s]
  • תדירות-גירו של יונים, התדירות הזוויתית של התנועה המעגלית של יון במישור הניצב לשדה המגנטי:
ωci=ZeB/mic9.58×103Zμ1B[rad/s]
  • תדירות אלקטרונים בפלזמה, התדירות שבה מתנודדים האלקטרונים (תנודת הפלזמה):
ωpe=(4πnee2/me)1/25.64×104ne1/2[rad/s]
  • תדירות יונים בפלזמה:
ωpi=(4πniZ2e2/mi)1/21.32×103Zμ1/2ni1/2[rad/s]
  • קצב לכידת האלקטרונים:
νTe=(eKE/me)1/27.26×108K1/2E1/2[s1]
  • קצב לכידת היונים:
νTi=(ZeKE/mi)1/21.69×107Z1/2K1/2E1/2μ1/2[s1]
  • קצב התנגשויות האלקטרונים:
νe2.91×106nelnΛTe3/2[s1]
  • קצב התנגשויות היונים:
νi4.8×108Z4μ1/2nilnΛTi3/2[s1]

אורכים

Λe=h22πmekBTe6.919×108Te1/2[cm]
  • מרחק התקרבות מינימלי קלאסי, המרחק הקרוב ביותר אליו יתקרבו זה לזה שני חלקיקים בעלי מטען אלמנטרי, אם הם ינועו זה לקראת זה על קו ישר כאשר לכל אחד מהם המהירות הטיפוסית של הטמפרטורה, בהזנחת אפקטים קוונטיים:
e2/kBT1.44×107T1[cm]
  • רדיוס-גירו של אלקטרונים, הרדיוס של התנועה המעגלית של אלקטרון במישור הניצב לכיוון השדה המגנטי:
re=vTe/ωce2.38Te1/2B1[cm]
  • רדיוס-גירו של יונים, הרדיוס של התנועה המעגלית של יון במישור הניצב לכיוון השדה המגנטי:
ri=vTi/ωci1.02×102μ1/2Z1Ti1/2B1[cm]
c/ωpe5.31×105ne1/2[cm]
  • אורך דביי, מדד לטווח ההשפעה האלקטרוסטטי של נושאי מטען בפלזמה:
λD=(kBT/4πne2)1/27.43×102T1/2n1/2[cm]

מהירויות

vTe=(kBTe/me)1/24.19×107Te1/2[cm/s]
vTi=(kBTi/mi)1/29.79×105μ1/2Ti1/2[cm/s]
  • מהירות הקול של יונים, מהירות ההתקדמות של גלים אורכיים כתוצאה ממסת היונים ולחץ האלקטרונים:
cs=(γZkBTe/mi)1/29.79×105(γZTe/μ)1/2[cm/s]
vA=B/(4πnimi)1/22.18×1011μ1/2ni1/2B[cm/s]

ללא ממדים

  • פרמטר הפלזמה:
Λ=4πneλD3
  • הגדרה אלטרנטיבית לפרמטר הפלזמה היא מספר החלקיקים בכדור דביי (כדור שרדיוסו אורך דביי):
ND=(4π/3)neλD3=Λ31.72×109T3/2ne1/2
Γ=(4πn3)1/3Z¯2e2kBTΛ2/3
  • דרגת היינון, החלק היחסי של היונים מכלל כל האטומים:
α=nini+na
  • המטען הממוצע ליון:
Z¯=neni
  • שורש ריבועי של יחס המסות של אלקטרון ופרוטון:
(me/mp)1/22.33×1021/42.9
vA/c7.28μ1/2ni1/2B
  • יחס בין תדירות האלקטרונים בפלזמה ותדירות-גירו של אלקטרונים:
ωpe/ωce3.21×103ne1/2B1
  • יחס בין תדירות היונים בפלזמה ותדירות-גירו של יונים:
ωpi/ωci0.137μ1/2ni1/2B1
  • יחס בין לחץ תרמי ולחץ מגנטי:
β=ppmag=8πnkBT/B24.03×1011nTB2
  • יחס בין אנרגיה המנוחה המגנטית והיונית:
B2/8πnimic226.5μ1ni1B2

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0


שגיאות פרמטריות בתבנית:מיון ויקיפדיה

שימוש בפרמטרים מיושנים [ דרגה ]
פרמטרים של פלזמה23286335