Экранирование в плазме

Мы оборвем цепочку уравнений для корреляционных матриц, полагая (t) = О в уравнении (4.3.7), т. е. пренебрегая неприводимыми трехчастичными корреляциями. Это приближение можно назвать приближением парных корреляций. Не следует, однако, понимать это название слишком буквально, в том смысле, что все прочие корреляции никак не учитываются. Мы видели, например, что многочастичные эффекты экранирования в плазме в хорошем приближении можно описать на языке парных корреляций. [c.285]

Прежде чем приступить непосредственно к вычислению проводимости, сделаем одно замечание. Мы отмечали а параграфе 5.1. первого тома (см. также приложение 5Б), что в теории электропроводности могут встретиться два предельных случая. В адиабатическом пределе средний импульс носителей заряда релаксирует значительно быстрее, чем устанавливается равновесное распределение частиц по энергиям или, как говорят, происходит термализация в системе. Такая ситуация возникает, например, в полупроводниках, когда концентрация электронов проводимости и дырок мала, а средний импульс носителей заряда быстро релаксирует из-за их упругого рассеяния на примесных атомах. Как мы видели в приложении 5Б, в адиабатическом пределе необходимо рассматривать процесс релаксации всех моментов одночастичной функции распределения, поскольку упругие процессы рассеяния сами по себе не приводят к установлению равновесного распределения частиц по энергиям. Относительно проще обстоит дело в изотермическом пределе, когда характерное время термализации носителей заряда значительно меньше времени релаксации их полного импульса. В этом пределе достаточно рассматривать лишь процесс релаксации первого момента одночастичной функции распределения, т. е. среднего импульса. В плазме ситуация близка к изотермической, поскольку сильное кулоновское взаимодействие между электронами быстро приводит к термализации электронной подсистемы. Важно подчеркнуть, что само по себе это взаимодействие не меняет полный импульс электронов, который релаксирует только за счет взаимодействия между электронами и ионами. Из-за эффектов экранирования в плазме электрон-ионное взаимодействие является относительно слабым и может быть учтено а рамках теории возмущений. [c.38]

Физически, однако, поля отдельных ионов в плазме оказываются экранированными благодаря тенденции к скоплению вокруг ионов одного знака частиц с противоположным знаком заряда. [c.338]

Как отмечалось в параграфе 3.4, пока не существует последовательного вывода сходящегося интеграла столкновений, который правильно учитывал бы эффекты динамического экранирования и близкие столкновения частиц в плазме. Фактически эта проблема связана с трудностями вычисления парной корреляционной функции для неравновесной плазмы. [c.283]

Взаимодействие атома с каждым электроном проводимости формально дается величиной / но суммарное взаимодействие всех электронов с атомом не равно сумме С/, оно сильно подавлено из-за наличия ионного остова и корреляции электронов между собой. Основная корреляция, которую можно назвать локальной квазинейтральностью, возникает в толще металла. А именно, каждый заряд, в том числе заряд каждого электрона, оказывается окруженным оболочкой противоположного заряда. В плазме, т.е. в системе заряженных классических частиц, характерная длина экранирования заряда равна дебаевскому радиусу. А в металлах эта длина приближенно равна среднему расстоянию /, между электронами проводимости. Поэтому можно считать, что с атомом реально взаимодействуют лишь те электроны, которые находятся в поверхностном слое толщиной /,. [c.246]

В некоторых случаях учет динамического экранирования кулоновского взаимодействия частиц в плазме приводит не только к уточнению аргумента кулоновского логарифма, но и к качественно новым эффектам. Для их изучения представим интеграл столкновений в виде, точно учитывающем вклад от рассеяния на малые углы и лишь с логарифмической точностью — вклад от рассеяния на большие углы. [c.236]

Физический смысл различных членов в (40.о) следующий. Члены в первой строке представляют энергию отдельных электронов, поля фононов и плазмы. Первый член во второй строке соответствует взаимодействию плазмы с фононами и третий — взаимодействию плазмы с электронами. Последняя строка содержит члены с v l>%p., для которых коллективные координаты не введены. Последний член в этой сумме представляет экранированное кулоновское взаимодействие между отдельными электронами. [c.766]

Здесь Гц — темп-ра носителей заряда. В ной плазме длина экранирования (радиус Ферми) определяется ф-лой а [c.601]

В каждой из контактирующих сред на нек-рое расстояние от П. простирается слой, в к-ром элементный состав и хим. состояние, атомная и электронная структуры и, следовательно, динамич., электронные, магн. и др. свойства вещества существенно отличаются от его свойств в объёме. Толщина этого слоя зависит от природы соприкасающихся сред и внеш. условий и определяется характерной длиной, присущей рассматриваемому физ. явлению (см. Размерные эффекты. Квантовые размерные эффекты). Напр., толщина слоя со специфич, электронными свойствами определяется длиной экранирования электрич. поля в среде и изменяется от 10 см в металлах до величин 10 — 10" см и более в полупроводниках, плазме и электролитах (см. Дебаевский радиус экранирования). [c.653]

Уравнения (3.1.17) содержат два параметра параметр Л = фо/ту определяющий интенсивность взаимодействия по сравнению со средней кинетической энергией частиц, и безразмерную плотность п = пгц. Эти параметры позволяют выделить два характерных случая, для которых можно использовать теорию возмущений. В первом случае Л С 1, п = 1, что соответствует системе со слабым взаимодействием, во втором Л = 1, п 1, что соответствует газу малой плотности. Плазма требует специального рассмотрения, так как кулоновское взаимодействие имеет бесконечный радиус действия, в связи с чем необходимо учитывать эффекты экранирования. Кинетические свойства плазмы мы обсудим в параграфе 3.4. [c.168]

Существуют и другие подходы к исключению сингулярностей в интеграле столкновений для плазмы. Некоторые из них, основанные на введении эффективных экранированных потенциалов, рассмотрены в книге [35]. Тем не менее, приходится отметить, что в настоящее время не существует последовательного метода построения сходящегося интеграла столкновений, который правильно учитывал бы близкие столкновения частиц и динамическое экранирование. Мы кратко остановимся на основных чертах проблемы, используя диаграммный метод. [c.232]

Дебаевский радиус экранирования в плазме вводим так же, как это было сделано для слабононизованного газа (см. (2.37)) [c.44]

В задачи Я. а. входит гл. обр. определение вероятности разных яд. процессов и их энергетич. эффекта. Эти данные используются в теории эволюции звёзд и в теории нуклеосинтеза. Для теории эволюции звёзд наи- более важны яД- реакции между заряженными ч-цами, включая протоны, йльфа-частицы и т. д. Они происходят внутри звёзд в условиях термодинамич. равновесия при максвелловском распределении ч-ц по скоростям. Поэтому скорость таких термояд, реакций пропорц. вероятности преодоления кулоновского барьера, усреднённой по равновесному распределению относит. скоростей ч-ц. В результате интенсивность термояд, реакций и их энерговыделение резко возрастают с темп-рой. Весьма важен учёт электронного экранирования в плазме, к-рое снижает высоту барьера и облегчает протекание яд. реакций. Для вычисления скоростей реакций используются наряду с эксперим. данными разл. теоретич, модели ядер. Процессы слабых вз-ствий часто входят в цепочку яд. процессов, в частности в первую реакцию водородного цикла Н4- Н-)-В+е + -1-г, где е+—позитрон, V — нейтрино. На поздних стадиях эволюции звёзд, когда эл-ны становятся вырожденными, для слабых вз-ствий характерен запрет на радиоактивный бета-распад ядер. Для этих же условий характерны электронные захваты (при непрерывном энергетическом спектре электронов, в отличие от обычного в земных условиях К-за-хвата). [c.910]

Из формулы (15.42) для ф(г) видно, что потенциал поля около заряда е в плазме убывает по экспоненте. Этим плазма принципиально отличается от диэлектрической однородной среды, в которой лотенциал поля от внешнего заряда на любом расстоянии от него уменьшается в е раз по сравнению с потенциалом в-вакууме. Заметим, что потенциал ф(г) создается зарядом е и всеми другими зарядами его нельзя рассматривать как потенциал парного взаимодействия экранированных частиц. [c.279]

ДЕБАЕВСКИЙ РАДИУС ЭКРАНИРОВАНИЯ — характерный пространственный масштаб в плазме, электролитах или полупроводниках, на к-ром экранируется поле заряж. частицы за счёт накапливающегося вокруг неё облака зарядов противоположного знака. Д. р. э. впервые был введён в 1923 П. Дебаем (Р. Debye) в развитой им теории сильных электролитов. С учетом экра-ппровки электрич. потенциал ф (г), создаваемый вокруг заряж. частиц с зарядом Ze е — заряд электрона, [c.571]

Д. с. п. заряженных частиц (электронов и ионов). При класспч, рассмотрении понятия полного эффективного сечения и Д. с. п. по отношению к упругим столкновениям ааряж. частиц теряют смысл, поскольку за-ряж. частицы взаимодействуют между собой на сколь угодно бо,1ьших расстояниях г. Квантован механика, основываясь на соотношениях неопределенностей, даёт конечное значение для о и если взаимодействие убывает быстрее, чем 1/г . В плазме существен эффект экранирования кулоновского поля заряда на расстояниях, определяемых дебаеоспи.ч радиусом экранирования. [c.704]

Свойства Н. и. Энергия ионизации атома в плазме ниже энергии ионизации I уединённого атома. В силь-ноиокизов. плазме это снижение Д/ обусловлено дебаевским экранированием Д/ = В слабоионизов. [c.253]

В качестве стартового времени развития каскадной ионизации в парах под действием лазерного излучения можно приближенно принять момент времени достижения паровым ореолом испаряющейся частицы размера Гп(/), равного радиусу дебаевского экранирования в затравочной плазме с концентрацией термоэлектронов (Л/ ео)АЬ в соответствии с оценками гд по (5.23) и Гп из [13], при Гп Гд диффузионные потери электронов, препятствующие их размножению в лавине, резко снижаются, примерно на два порядка величины, и поэтому членом вида V DeVNe) при записи уравнений каскадной ионизации оказалось возможным пренебречь. [c.166]

Следовательно, действительно па больпт.к расстояниях, не малых по сравнению с радиусом дебаевского экранирования, нельзя пренебрегать последними двумя слагаемыми уравнения (48.3). Иными словами, на таких расстояниях для описания корреляции частиц в плазме необходимо пользоваться уравнением (48.3), а не приближенным уравнением (48.5), годным для сил малого радиуса действия. [c.191]

Предположение об экранировке кулоновского взаимодействия частиц в плазме позволяет сохранить смысл интеграла столкновений Больцмана (или, что в известном смысле идентично, интеграла столкновений Ландау) применительно к кинетической теории газа заряженных частиц. Однако то, что радиус дебаевского экранирования кулоновского поля заряда определяется плотностью числа заряженных частиц, является указание.м на необходимость выхода за рамки представлений, положенных в основу вывода кинетического уравнения Больцмана, учитывающего лип1ь парные столкновения частиц. Такой выход получается при применении теории многих частиц, позволяющей не только обосновать обычную кинетическую теорию, но и построить аппарат, пригодный для анализа явлений, для которых кинетическое уравнение Больцмана оказывается непригодным. В настоящее время уже известен ряд таких явлений. Одно из них, связанное с эффектом дина-лсической поляризуемости плазмы и проявляющееся, с одной стороны, в экранировке кулоновского поля заряда, а с другой,— во взаимодействии заряженных частиц с колебаниями плалмы, мы и рассмотрим здесь. [c.232]

Заметим, что матрица возникает и и теории, неучптыпающей динамической поляризации плазмы. Это ясно из того факта, что при ней стоит множителем кулоновский логарифм Л. Заметим здесь, что возникновение радиуса дебаевского экранирования в ку-лоновском логарифме при исиоль.човании интеграла столкновений [c.246]

Эту величину называют радиусом экранирования. Дело в том, что при введении в плазму пробного точечного заряда вокруг него образуется область сильного электрического поля, ограниченная сферой, радиус которой равен Г ) (радиус Дебая, или дебаевская длина). Таким образом, радиус Дебая — это характерный пространственный масштаб областей декомпенсации плазмы, а рассматриваемому нами случаю соответствует условие X Го- Время Ь, в течение которого сохраняются области декоменсапии, пропорционально го/Уе, где скорость Уе электронов (наиболее быстрых частиц) определяется из соотношения ТОе /2 к Т (тое — масса электрона). Тогда характерный временной масштаб декомпенсации плазмы [c.119]

В случае нейтральных частиц (атомов или молекул), благодаря быстрому убыванию сил взаимодействия, заметные изменения в их движении, интерпретируемые как столкновения, происходят лишь на малых прицельных расстояниях (порядка величины самих атомных размеров). В промежутках же между такими столкновениями частицы движутся как свободные именно поэтому в левой стороне кинетического уравнения для обычных газов полагается р = 0. В плазме же, ввиду дальнодействующего характера кулоновских сил, заметное изменение движения частиц происходит даже на больших прицельных расстояниях экранирование кулоновских сил в плазме происходит лишь на расстояниях а, которые согласно условию (27,3) велики даже по сравнению с межчастичными расстояниями (см. V, 78, а также задачу 1 к 31). Не все эти случаи, однако, должны интерпретироваться в кинетическом уравнении как сто кновения. В кинетической теории хаотические столкновения представляют собой тот механизм, который приводит к приближению к состоянию равновесия с соответствующим возрастанием энтропии системы. Между тем столкновения на больших ( а) прицельных расстояниях не могут служить таким релаксационным механизмом. [c.146]

ДЕБАЕВСКИЙ РАДИУС ЭКРАНИРОВАНИЯ [по имени голл. физика П. Дебая (Р. Debye)], характерное расстояние, на к-рое в плазме, электролите или ПП распространяется действие электрич. поля отд. заряда. В вакууме электростатич. потенциал Ф уединённой ч-цы с зарядом q на расстоянии г определяется по ф-ле —q/r. В среде, содержащей положит, и отрицат. заряды, напр, в плазме, эл-ны в нек-рой окрестности иона притягиваются к нему и экранируют его электростатич. поле. Точно так же неподвижный эл-н отталкивает др. эл-ны и притягивает ионы. В результате поле вокруг заряж. ч-цы становится очень слабым на расстояниях, превышающих Д. р. э. Выражение для потенциала заряда, покоящегося в плазме, принимает вид [c.145]

Д. с. п. заряженных частиц (электронов и ионов). При классическом рассмотрении понятия эффективного сечения и Д. с. п. по отношению к упругим столкновениям заряж. ч-ц теряют смысл, т. к. вз-ствие ионов (эл-нов) с атомами (молекулами) может происходить и на расстоянии. В рамках квант, механики, рассматривая упругие вз-ствия заряж. ч-п, получают конечные значения для эфф. поперечного сечения и, следовательно, для Д. с. п., если вз-ствие убывает быстрее, чем 1/г . В плазме можно определить Д. с. п. для упругих вз-ствий, считая, что радиус действия поля рассеивающих центров не превышает дебаевского радиуса экранирования. По отношению к неупругим процессам Д. с. л. определяется ср. расстоянием, к-рое проходит ион (эл-н) при данной скорости, прежде чем примет участие в процессе. ДЛИННЫЕ ЛЙНИИ, см. в ст. Линии передачи. .. [c.180]

Т. о., кинетич. ур НИЛ и ур-ння Максвелла образуют связанную систему ур-ний, определяющих все неравновесные явления Б плазме. Такой подход наз. приближением самосогласованного поля. При этом столкновения между электронами учитываются не явно, а лишь через создаваемое ими самосогласованное поле (см. Нинетические уравнения для плазмы). При учёте столкновений электронов возникает кинетич. ур-ние, в к ром эфф. сечение столкновений очень медленно убывает с ростом прицельного расстояния, становятся существенными столкновения с малой передачей импульса, в интеграле столкновений появляется логарифмич. расходимость. Учёт эффектов экранирования позволяет избежать этой трудности. [c.355]

В условиях высокопроводящей космич. плазмы регулярное поле создаётся регулярными движениями, напр, такими, как орбитальные движения в двойной звёздной системе или вращение пульсара. В последнем случае ускорение частиц может быть обусловлено разностью потенциалов между поверхностью пульсара и бесконечностью . Рождение электрон-позитронных пар в магнитосфере пульсара может приводить к экранированию ускоряющего элек-трич. поля. Однако даже в этих условиях в магнитосфере имеются области, где разность потенциалов не скомпенсирована,— это т. и. внутренний и внешний зазоры, в к-рых, по-видимому, и осуществляется ускорение частиц. [c.245]

Специфика ядерных реакций в звёздах состоит в том, что они, как правило, протекают при энергиях ( 30 кэВ), значительно более низких, чем те энергии, при к-рых их изучают в лаб. условиях. (В лаб. условиях сечения реакций а измеряю при огносительно высоких энер иях, поскольку при низких энергиях значения сг малы и их трудно определить на фойе шумов.) Кроме того, в плотной звёздной плазме существенную роль играет экранирование заряж. частиц (вследствие этого помимо термоядерных реакций в звёздах могут происходить пикпоядерные реакции). В астрофиз. условиях могут быть важны такие ядра, свойства к-рых почти невозможно изучать в земных экспериментах (напр., короткоживущие нуклиды, переобога-щённые нейтронами). Ike ato заставляет исследователей экстраполировать лаб, значения сечений взаимодействий к астрофиз. условиям или применять сложные теоретич. модели ядерной физики. [c.654]

Введенный вновь материал распределен по всем трем разделам книги. В качестве неполного перечня новых вопросов отметим в ч. I параграфы, посвященные изложению термодинамики диэлектриков и плазмы, парадоксу Гиббса и принципу Нернста, в ч. II — теорию орто- и парамодификаций, теорию тепловой ионизации и диссоциации молекул, дебаевское экранирование, электронный газ в полупроводниках, формулу Найквиста и особенно главу Фазовые переходы , в ч. III — параграфы Безразмерная форма уравнений Боголюбова , Методы решения уравнения Больцмана , параграфы, посвященные затуханию Ландау, кинетическому уравнению для плазмы и проблеме необратимости. Существенно переработана и расширена глава Элементы неравновесной термодинамики , в которой помимо более детального рассмотрения области, близкой к равновесию, введен параграф, посвященный качественному рассмотрению состояний, далеких от равновесия. [c.7]

Смотреть страницы где упоминается термин Экранирование в плазме : [c.217] [c.285] [c.352] [c.670] [c.200] [c.340] [c.216] [c.285] [c.241] [c.248] [c.327] [c.266] [c.328] [c.98] [c.534] [c.213] [c.539] [c.601] [c.673] [c.533] [c.46] [c.40]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...