Langmuirov val

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Langmuirova sonda za mjerenje za mjerenje osobina plazme

Langmuirov val (u čast Irvinga Langmuira) ili titranje plazme, je brzo titranje elektrona u plazmi ili metalu.

Objašnjenje[uredi - уреди | uredi izvor]

Ako zamislimo oblak naboja, sa polumjerom veličine Debyeve duljine, onda iz ruba oblaka neki elektroni izađu uslijed djelovanja električnog polja. U unutrašnjosti oblaka će tada nastati višak pozitivnog naboja, koje će privući neke druge slobodne elektrone i ponovo će ih električno polje prisiliti da izađu. I tako u plazmi nastaje titranje plazme ili Langmuirovi valovi.

Hladni elektroni[uredi - уреди | uredi izvor]

Ako su elektroni hladni (kada je mali stupanj ionizacije), onda se može pokazati da vrijedi za titranje plazme:[1]

gdje je ne - gustoća elektrona, e – točkasti električki naboj, m* - efektivna masa elektrona i ε0 - dielektrična konstanta vakuuma. Treba napomenuti da gornja formula vrijedi ako je masa iona beskonačna, ali ona je dobro približenje budući su ioni oko 1800 puta teži od elektrona. U tom slučaju vrijedi m * = me , pa titranje plazme ovisi o fizičkim konstantama i koncentraciji elektrona ne (u cm–3). Kako vrijedi fpe = ωpe / 2π , onda vrijedi:

Topli elektroni[uredi - уреди | uredi izvor]

Kod toplih iona (veći stupanj ionizacije), onda elektroni imaju brzinu koja ovisi o količini topline ,pa pritisak elektrona djeluje kao povratna sila na električno polje i titranje plazme ima vrijednost:

Gdje je k – broj valova, a to je obrnuta vrijednost od duljine valova:

Izvori[uredi - уреди | uredi izvor]

  1. What is Plasma? - Coalition for Plasma Science