ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поляризация плазмы и возникновение электрического поля в ударной волне из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " Эффекты диффузии при распространении ударной волны в бинарной смеси газов рассматривались в 5. Однако диффузия в плазме существенным образом отличается от диффузии в смеси нейтральных газов. Дело в том, что малейшее изменение относительной концентрации электронов и ионов, которое приводит к образованию объемных зарядов, поляризации плазмы, сопровождается возникновением мощного электрического поля. Поле препятствует дальнейшей поляризации и сдерживает диффузионный ток электронов. [c.404] Оценим по порядку величины, как поляризуется плазма при наличии градиентов макроскопических величин, т. е. насколько выполняется в среднем условие электронейтральности. [c.404] Для простоты рассмотрим водородную плазму (X = 1). Пусть температура электронов порядка Т, числа электронов и ионов в 1 см Пе = = щ = п. Пусть, далее, имеются градиенты макроскопических величин, скажем, плотности, давления и т. д., такие, что характерный размер области, в которой происходит заметное изменение величин, порядка х. [c.404] Длина d есть не что иное, как дебаевский радиус (см. 11 гл. III) ). Дебаевский радиус характеризует расстояние, на котором плазма экранирует электрическое поле любого заряженного тела, т. е. толщину так называемого двойного слоя, образующегося около заряженного тела. В частности, заряженным телом может служить отдельный ион (именно так и было введено понятие дебаевского радиуса в 11 гл. III). [c.405] Эта величина очень мала при всех разумных значениях плотностей и температур например, при Т = 10 ° К п = 10 см , d 0,8-10- см, I 3,5-10- см, бп/п 4-10 , бф кТ/е = 8,6 в ), Е бц /1 2,5-10 в/см. [c.405] Распределения заряда, электрического поля и потенциала во фронте ударной волны в плазме схематически показаны на рис. 7.21. [c.406] В случае плазмы такое положение невозможно. Концентрирование электронов без одновременного концентрирования положительных ионов в соседней области привело бы к появлению электрического поля на бесконечности , т. е. потребовало бы затраты бесконечной энергии. [c.406] В работе [45] рассматривалась структура фронта слабой ударной волны в плазме с учетом только диффузии электронов, сдерживаемой электрическими силами, но без учета вязкости и теплопроводности, подобно тому как это делал Каулинг [22] для смеси электрически нейтральных газов (см. 5) ). Как и там, диффузия обеспечивает размазывание ударного разрыва не слишком большой интенсивности. Благодаря сдерживающей роли электрического поля ширина переходного слоя получается меньшей, чем в смеси нейтральных газов. [c.406] В работе Жафрена и Пробстейна [89] структура ударной волны в полностью ионизованной плазме рассматривалась в общем виде с одновременным учетом вязкости, теплопроводности и поляризации плазмы. Авторы исходили из системы уравнений гидродинамики для смеси электронного и ионного газов и уравнения Пуассона для электрического поля. [c.406] Распределения массовой плотности, плотности объемного заряда, напряженности электрического поля и электростатического потенциала во фронте ударной волны, распространяющейся по плазме, при учете диффузии электронов. [c.406] Вернуться к основной статье