Плазменные колебания

В 1946 г. Л. Д. Ландау, решая линеаризованное уравнение Власова (7.74) и воспроизводя результаты Власова при малых к, показал, что в действительности плазменные колебания являются затухающими, хотя декремент затухания и мал при малых к. В самом деле, интегрируя уравнение (7.79) по скоростям, по- [c.132]

В (12.53) буквой П обозначен плазмон — квант плазменных колебаний. Необходимые для (12.52) позитроны возникают при температурах Т в равновесных процессах [c.617]

Существуют и другие виды поглощения света, не приводящие к возникновению неравновесных носителей заряда. К таким поглощениям относятся решеточные, на плазменных колебаниях (коллективных колебаниях электронов), с образованием связанных электронов и дырок (экситонов), на свободных носителях заряда. Для этих случаев = Рр = 0. Следовательно, эффективное значение квантовых выходов при малых световых потоках, имеющих место в методах неразрушающего контроля полупроводников, будет меньше 1. [c.226]

Электронная система Т. т. порождает и более сложные образования в полупроводниках—экситоны Ванье— Мотта и Френкеля и поляроны в сверхпроводящих металлах— куперовские пары (см. Купера эффект). Кроме того, по электронной системе Т. т. могут распространяться волны плазменных колебаний им соответствуют квазичастицы—п, Мз.ио ы (см. Плазма твёрдых тел). [c.46]

Неидеальные Ф.-г. кроме элементарных возбуждений фермиевского типа могут иметь возбуждения бозевского типа, к-рым соответствуют согласованные, коллективные движения частиц, напр, звуковые или плазменные колебания (см. Коллективные пере.менные). [c.282]

В среде, состоящей из связанных осцилляторов Лорентца, могут распространяться поперечные и продольные волны. Частоту соп продольных плазменных колебаний для модели Друде найдем согласно (388) путем приравнивания нулю выражения (399). Часто в области плазменного резонанса величиной Вз. можно пренебречь. Тогда вместо условия е (сОп)=0 допустимо принять б] (сйп)=0, что дает на основании (400) сОп р. Иными словами, плазменный резонанс в этом приближении происходит при плазменной частоте свободного электронного газа, как это и наблюдается у щелочных металлов. [c.289]

Частоты продольных плазменных колебаний можно выявить не только путем решения уравнения s( o)=0, но главным образом по пикам энергетических потерь электронов, проходящих через тонкие [c.289]

Пользуясь классическими методами, вычислить частоту продольных плазменных колебаний в электронном газе с однородным положительно заряженным фоном. Как, по вашему [c.69]

Это уравнение простого гармонического колебания. Оно описывает продольные колебания плотности (плазменные колебания) в электронном газе. Циклическая частота этих колебаний равна [c.285]

По аналогии с квантовомеханической задачей о простом гармоническом осцилляторе из квантовомеханического рассмотрения плазменных колебаний следует, что энергия колебаний квантуется согласно условию [c.285]

Ф и г. 8. Схематическое изображение возмущенной плотности электронного газа при радиальных плазменных колебаниях. [c.74]

В неустойчивой плаз.ме амплитуды плазменных колебаний возрастают до значений, на много порядков превышающих тепловой уровень. При атом рассеяние частиц на колебаниях становится преобладающим и отвечает за аномальные процессы переноса в плазме турбулентная диффузия, аномальное сопротивление ]1лаз-мы и т. U.). [c.266]

В. в п. в отсутствие магнитного поля. В отсутствие внешних электрич. и магн. полей ( 0 = 0, Яа=0) в изотропной холодной плазме существуют две моды собств. колебаний продольные и поперечные волны. (Диэлектрич, проницаемость плазмы е в отсутствие внеш. полей является скаляром.) Причиной продольных колебаний (J f ), наз. ленгмюров-с к и м и (плазменными колебаниями или волнами пространственного заряда), является электрич, иоле, вызываемое разделением зарядов. Частота этих колебаний не зависит от длины волны, т, е. нет дисперсии этих волн, и равна ленгмюровской частоте 1лектронов lXl = a) ,(,= Здесь п — плотность равновесной [c.328]

Наряду с упругим рассеянием, Д. р. р. л. может быть обусловлено неупругими процессами, сопровождающимися возбуждением электронной подсистемы кристалла, т. е. комптоновским рассеянием (см. Комптопа эффект) и рассеянием с возбуждением плазменных колебаний (см. Плазма твердотельная). С помощью расчётов или спец, экспериментов эти составляющие можно исключить, выделив Д. р. р. л. на несовершенствах кристалла. В аморфных, жидких и газообразных веществах, где отсутствует дальний порядок, рассеяние только диффузное. [c.691]

Для длинноволновых лазеров практически во всём исследованном для целей ЛТС диапазоне потоков ЛИ определяющим является резонансное поглощение. В этом случае частота плазменных колебаний вблизи н-кр находится в резонансе с частотой ЛИ, что приводит к существенному (п десятки раз) увеличению амилитуды электрич. ноля плазменных колебаний, на к-ром происходит ускорение электронов, Т. о., область плазмы с плотностью является зоной поглощения излу- [c.562]

Приборы, специально предназначенные для разделения ионов по массам (точнее, по отношению М/е), наз. масс-сепараторами и масс-спектрометрами. М.-с. подробно изучается в плазменных центрифугах , к-рые представляют собой осесимметричные системы с продольным магн. и радиальным электрич. полями. Центр, электрод такой центрифуги может быть твердотельным или плазменным. Поскольку центрифуговая сепарация аналогична отстаиванию в поле тяжести, она рассчитывается по барометрич. ф-ле, но на практике оказывается существенно меньше из-за разл. рода плазменных колебаний. Большие потенциальные возможности для создания плазменных масс-сепараторов открывает плазмооптика (см. Плазмооптические системы). [c.53]

Коллективные явления не играют в Н. п. первостепенной роли, как в горячей плазме, но их влияние на свойства плазмы может быть заметным. Присутствие большого числа нейтральных частиц в слабоиовизов. плазме приводит к затуханию мн. типов колебаний, характерных для горячей плазмы, и к устойчивости Н. п. относительно этих колебаний. Если степень ионизации плазмы не очень мала, то оси. типы колебаний плазмы возникают в ней, хотя и не так чётко выражены, В частности, в положит, столбе дугового разряда низкого давления, где степень ионизации плазмы доходит до процентов, присутствуют как плазменные колебания, так и ионный звук. Возникновение плазменных неустойчивостей приводит, в свою очередь, к осцилляции разрядного тока. [c.353]

Дисперсия плазменных колебаний обусловлена давлением сжимаемой электронной жидкости, возникающим вследствие хаотич. движения электронов (мера К-рого — фермиевская скорость Ир = рр т). Дисперсия плазменных колебаний демонстрирует их волновой характер в плазме распространяются продольные волны, групповая скорость к-рых линейно растёт с ростом д. В экспериментах проявляется не учитываемая моделью желе зависимость Юр от направления д, существенная при больших д. [c.601]

Отклик П. т. т. на переменное электрик, иоле описывается зависящей от частоты поля ю и его волнового вектора д диэлектрической проницаемостью г (о,д . Закон дисперсии плазменных колебаний для конечных длин волн Я определяется из условия в(а>,д) — 0. В частности, ф-лы (1—4) следуют из приближённых выражений [c.601]

НЧ-мода обусловлена колебаниями электронов проводимости или дырок. В случае полупроводника с одним типом изотропных носителей Шр находится из ф-лы (1), где т— эфф. масса носителей заряда, е — диэлект-рич. проницаемость полупроводника, п — концентрация носителей. Плазменные колебания в этом случае — колебания газа свободных носителей относительно хаотически расположенных в кристаллич. решётке ионн-зиров. донорных или акцепторных примесных центров. Энергии плазмонов Йш 0,01—0,1 эВ, что соответствует субмиллиметровому или ИК-диапазону. Такие илазмоны могут возбуждаться термически, причём подобно фононам они являются бозонами. [c.602]

Многокомпонентная плазма возникает в полупроводниках и полуметаллах, содержащих неск. групп носителей заряда (электроны и дырки разных долин в многодолинных полупроводниках, лёгкие и тяжёлые дырки и т. д.). Обычно энергетич. спектр таких полупроводников анизотропен следствием анизотропии т II е является анизотропия о)р. Наир,, в одноосных кристаллах плазмоны, распространяющиеся вдоль и поперёк оси, имеют разную частоту. В многодолинных полупроводниках электроны разных долин образуют многокомпонентаую плазму, в к-рой могут существовать дополнит, моды плазменных колебаний. [c.602]

ПЛАЗМЕННАЯ ЧАСТОТА — частота ленгмюровских колебаний, называемых также плазменными колебаниями и продольными (к II Е) колебаниями пространственного заряда Юр = У4лпе /т , п — плотность, е и — заряд и масса электрона, к — волновой вектор, Е — электрич. поле, вызываемое разделением зарядов. В холодной плазме (Tg = Ti) ленгмюровские колебания не обладают дисперсией, т. в. П. ч. Шр не зависит от длины волны. Подробнее см, в ст. Волны в плазме. ПЛАЗМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА — раздел физики плазмы, изучающий коллективные взаимодействия плотных потоков (пучков) заряж. частиц с плазмой и газом, приводящие к возбуждению в системе линейных и нелинейных эл.-магн. вола и колебаний, и использование эффектов такого взаимодействия. Прикладные задачи, к-рые ставит и решает П. э., определяют её осн, разделы плазменная СВЧ-электроника, изучающая возбуждение в плазме интенсивного когерентного эл.-магн. излучения, начиная от радио-и вплоть до оптич. диапазона длин вола плазменные ускорители, осн. на явлении коллективного ускорения тяжёлых заряж. частиц электронными пучками и волнами в плазме плазменно-пучковый разряд, основанный на коллективном механизме взаимодействия плотных п.уч-кон заряж. частиц с газом турбулентный нагрев плазмы плотными пучками заряж. частиц и коллективные процессы при транспортировке и фокусировке пучков в проблеме УТС (см. Ионный термоядерный синтез) неравновесная плазмохимия, изучающая процессы образования возбуждённых молекул, атомов и ионов при коллективном взаимодействии пучков заряж. частиц с газом и плазмой. [c.606]

ПЛАЗМ0Н — квант плазменных колебаний. В плазме твёрдых тел термины ГГ. и плазменное колебание часто используют как синонимы, в отличие от газовой плазмы (см. Волны в плазме). Флуктуации плотности заряда создают электрич. поле, к-рое вызывает ток, стремящийся восстановить электронейтральность из-за инерции носители заряда проскакивают положение равновесия, что и приводит к коллективным колебаниям. Энергия П. связана с частотой ю плазменных колебаний соотношением f = Йи. Спектр колебаний зависит от зонной структуры твёрдого тела, наличия границ, магн. поля и др. [c.614]

Решение аналогичной задачи для положит, ионов газе зависит от характера движения ионов (см. Пор вижность электронов и ионов). В слабых полях и со В в сильных и со В первом случае получается ) сл со фд, во втором ) со Поля, создаваемые П. з. в газе, определяют мвогие важные свойства разряда (временной ход развития разряда, образование стримеров, плазменные колебания и пр.). Образование П. з. влияет на нарастание электронной лавины, распространяющейся в газе высокого давления. В этом случае прк превышении определённого числа зарядов в лавина ( 10 ) П. 3. ионов, поле к-рого направлено противоположно внеш. электрич. полю, частично экранирует его и тем самым снижает эффективность размножения носителей в лавине и уменьшает скорость её распространения (см. Лавина электронная). [c.156]

Ленгмюровская турбулентность может развиваться в плазме без магн. поля и связана с возбуждением самой простой моды колебаний в виде смещения электронов относительно ионов (плазменные колебания). При очень малой амплитуде смеп1ения -это линейные ленгмюровские волны. Однако при увеличении амплитуды ленгмюровских волн очень быстро возникают нелинейные эффекты. А именно, вследствие небольшого смеп]ения ионов возникает модулячионная неустойчивость, приводящая к появлению сгустков ленгмюровских волн — солитонов. Эти солитоны оказываются неустойчивыми по отношению к самосжатию до таких малых размеров (коллапс ленгмюровских волн), что их энергия может переходить в энергию ускоряемых электронов. Перечисленные выше и многие др. эффекты, обнаруживаемые в развитой ленгмюров-ской Т. п., описываются ур-ниями Захарова, к-рые следуют из ур-ний двухжидкостной динамики плазмы при явном выделении в электронном отклике адиабатической ионной части. [c.184]

Беестолкиовительные У. в. В чрезвычайно разреженной плазме (лабораторной, космической), где частицы практически не сталкиваются между собой, также возможны У. в. При этом ширина У. в. оказывается гораздо меньше длин пробега частиц. Механизм диссипации, приводящей к превращению части кинетич. энергии направленного движения невозмушённого газа (в системе координат, движущейся вместе с У. в.) в энергию теплового движения, связан с коллективными взаимодействиями в плазме и возбуждением плазменных колебаний. В присутствии магн, поля в бесстолкновшпелъных ударных волнах существенны также эффекты закручивания ионов и индуцирования электрич. полей при вытеснении магн. поля движущейся плазмой. Масштабом ширины бесстолкновительных У, в. служит величина с/Шр, где с—скорость света, С0р = = (4ке — плазменная частота, [c.210]

Кроме линий поглощения агрегаций, имеющих менее 10 атомов серебра, в оптических спектрах появлялась и усиливалась по мере роста концентрации металла в матрипе широкая полоса поглощения при 1 3000 А, которая была обусловлена плазменными колебаниями электронов в частицах, содержащих iOO атомов [50]. Достаточно толстые осажденные слои позволили применить для исследования колебательных уровней энергии кластеров лазерную рамановскую спектроскопию, полученные спектры показаны на рис. 118 для разных концентраций металла в криптоновой матрице. Трансформация спектров, очевидно, обусловлена изчезновением малых и появлением более крупных атомных агрегаций. На основании проведенных оптических исследований Шульце м др. [50] заключили, что необходимо свыше 10 атомов, чтобы молекулярный тип электронных свойств кластеров серебра изменился в направлении к металлическому типу, и что переход от наиболее стабильной линейной к трехмерной структуре кластеров ожидается уже для Ag4 или Ags. [c.263]

Закончим настоящий раздел своего рода предупреждением. Может показаться, что проблема флуктуаций тривиальна, поскольку флуктуации ничтожно малы. Действительно, мы показали, что флуктуации полной энергии или полного числа частиц малы. Этот результат весьма сзш] ествен для обоснования справедливости методов статистической механики. Однако такой вывод отнюдь не исключает возможности сзшз ествования значительных локальных флуктуаций в малых областях рассматриваемой системы. Такие локальные флуктуации действительно играют ключевую роль в объяснении многих важных физических явлений (например, рассеяния света, плазменных колебаний и т. п.). Позднее иы еще вернемся к обсуждению этих вопросов. [c.158]

Физический механизм плазменных колебаний легко наглядно представить в пределе й 0. Флуктуации электронной плотности V приводят к локальному отклонению зарядовой плотности от равновесной (ибо положительный фон все время остается однородным) таким образом, появляется локальный объемный заряд. В результате электростатического взаимодействия между электронами и фоном возникает возвращающая сила, которая стремится восстановить равновесное распределение электронов. Однако электроны обладают кинетической энергией и поэтому проскакивают мимо своего равновесного положения, так что процесс начинается снова, но идет уже в противоположном направлении. Следовательно, колебания, которые обусловлены дальнодействую-щими кулоновскими взаимодействиями, полностью доминируют и подавляют звуковые волны в пределе й 0. [c.81]

Заметим, что найденные здесь собственные значения получаются при сделанном нами предположении о ведущей, роли столкновений. Рассуждения, проведенные в конце разд. 13.3, в равной мере применимы и здесь. Если бы решали задачу на собственные значения для уравнения Власова в отсутствие столкновений, то у нас получился бы совершенно другой спектр. Из-за недостатка места здесь не можем вникать в эту задачу. Ее решение хорошо известно полное рассмотрение этой задачи читатель может найти в классических работах Ван-Кампена и Кейса. Укажем лишь на то, что в этом случае собственные значения, так же как и в (13.3.36), обладают непрерывным спектром, а собственные функции также являются обобщенными функциями (хотя и имеют более сложный вид). Тем не менее между бесстолкновительной плазмой, описываемой уравнением Власова, и системой свободных частиц существует важное различие — в первой из них могут поддерживаться коллективные плазменные колебания. Причиной столь высокой когерентности системы является кулоновское взаимодействие. [c.119]

В магнетиках тепловое возбуждение магнитной решетки приводит к появлению спиновых волн, кванты которых называются магнонами. Аналогичным образом квантование плазменных колебаний рождает плазмоны. Фононы, магноны, плаз-МОНЫ обладают энергией (определяемой по формуле Планка) и импульсом и представляют собой элементарные возбуждения кристалла — квазичастицы, которые не могут самостоятельно существовать вне кристалла в -отличие от фотонов. Электроны в металлах, называемые свободными , также представляют собой квазичастицы. Вследствие взаимодействия с решеткой-они обладают эффективной массой, которая может быть существенно больше или меньше массы свободного электрона, и квазиимпульсом, изменяющимся на величину, пропорциональную вектору обратной решетки. В кристаллах существует и ряд других ,..онов — кЁазичастиц, имеющих ряд общих черт. Поэтому можно ввести понятие обобщенного возбуждения [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...