Плазменные колебания частота

Приведенное выше рассуждение можно применить и к каждому отдельному электрону в проводнике. Тогда величина бп будет отрицательной, так что каждый электрон создает вокруг себя, дырку , в которой он движется. Эго явление имеет место наряду с эффектом отталкивания, показанным на фиг. 9.2. Подобного же типа флуктуации плотности электронов приводят к плазменным колебаниям. Частоту последних можно вычислить следующим образом. [c.285]

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]

Такое явление носит название плазменных колебаний ) поскольку мы предположили отсутствие теплового движения, эти колебания не могут распространяться в кристалле. Мояшо показать, что учет теплового движения в качестве малого возмущения слегка изменит частоту плазменных колебаний. [c.74]

Полученные здесь результаты еще не полны, ибо в действительности возможно затухание плазменных колебаний. Для того чтобы выявить такую возможность, обратим внимание на тот факт, что в силу использования преобразования Лапласа по времени формула (29.11) определена для комплексных значений частоты U) с положительной мнимой частью. В нашем решении дисперсионного уравнения при пренебрежении тепловым движением частота плазменных колебаний оказалась чисто действительной. Поэтому можно предполагать, что для достаточно больших фазовых скоростей затухание плазменных воли может быть лишь малым. [c.110]

Определенное упрощение формул (58.15), описывающих кинетику флуктуационного поля и частиц плазмы, возможно в условиях медленного изменения во времени распределения частиц, когда за период плазменных колебаний распределение частиц изменяется мало. При рассмотрении такого упрощения ограничимся случаем взаимодействия частиц с колебаниями, инкремент которых мал по сравнению с частотой. [c.255]

Здесь быстрая зависимость отделена, а функция ф и частота являются медленными функциями времени. Заметим, что зависимость от времени собственной частоты плазменных колебаний, определяемой уравнением (58.20), обусловлена зависимостью от времени диэлектрической проницаемости (58.19), которая теперь определяется медленно изменяющимися во времени распределениями частиц. [c.256]

При большой интенсивности плазменных колебаний, например, в условиях пучковой неустойчивости, происходит взаимодействие плазменных волн друг с другом. При этом две плазменные волны, являющиеся продольными электромагнитными волнами, могут испытать превращение в одну поперечную электромагнитную волну. Другими словами, возможен процесс перехода двух взаимодействующих плазмонов в один фотон [7]. Таким образом, должно существовать электромагнитное излучение кристаллов с плазменными частотами. [c.349]

ПЛАЗМОН — квант плазменных колебаний (см. Плазма, Плазма твердых тел). П. — элементарное возбуждение (квазичастица) поля плазменных колебаний в том же смысле, в каком фотон — элементарное возбуждение электромагнитного поля или фо-пон — поля колебаний решетки кристалла. Теория плазменных колебаний электронного газа постоянной плотности (с равномерно распределенным нейтрализующим положительным зарядом) приводит к следующему выражению для частоты П. ш [c.28]

По современным представлениям объем металла заполнен свободными электронами, омывающими кристаллическую решетку. Общая плотность заряда ионов и электронов равна нулю. Такая система зарядов представляет собой плазму. Вследствие кулоновского взаимодействия между положительными и отрицательными зарядами в плазме возникают колебания, частота которых определяется концентрацией электронов. Плазменную частоту Vp можно рассматривать как собственную частоту колебаний отдельно взятого электрона. Тогда движение электрона в периодическом электрическом поле опишется уравнением [c.116]

Полюс соответствует так называемым плазменным колебаниям электронов. Так же как и в случае плазменных колебаний ионов, частота почти не зависит от длины волны. Дисперсия колебаний выражается малой добавкой. Затухание колебаний может быть получено так же, как и в предыдущем случае, если учесть экспоненциально малый вклад от обхода полюса в преобразованном интеграле (22.11). Оно оказывается про-2 [c.254]

Плазменные колебания возможны и в полупроводниках. Квадрат плазменной частоты в полупроводниках с одной изотропной зоной проводимости определяется выражением [c.100]

Наблюдение указанным выше методом циклотронного резонанса в металлах затрудняется рядом обстоятельств. 1) Плотность электронов N в зоне проводимости велика. Из-за плазменных колебаний (см. 16) частоты и>р = Апе М/ х. (при Л =10 — [c.171]

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]

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]

Оптические свойства. Для эл.-магн. воли оптпч. диапазона М., как правило, непрозрачны. Характерный блеск — следствие практически полного отражения света поверхностью М., обусловленного тем, что диэлектрическая проницаемость электронного газа 8 при оптич. частотах отрицательна. Диэлектрич. проницаемость М. е = Ей — о) ,/со , где ей — диэлектрич. проницаемость ионного остова, — плазменная (ленгмюровская) частота электронов. Плазменные частоты могут быть экспериментально определены по характеристич. потерям энергии быстрых электронов (с энергией при прохождении через металлич. плёнку. Они теряют энергию на возбуждение плазмонов — квантов колебаний электронной жидкости с частотой ljl (табл. 8), [c.119]

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]

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]

Отличия и достоинства П. э. Подобно вакуумной и квантовой электронике П. э. основана на явлении индуцированного (вынужденного) излучения и поглощения эл.-магн. волн заряж. частицами в плазме. Но если вакуумная электроника рассматривает излучение потоков заряж. частиц, движущихся в электродинамич. структурах — металлич, либо диэлектрич. волноводах и резонаторах, то П. э. исследует излучение потоков заряж. частиц, движущихся в плазме, в плазменных волноводах и резонаторах (см. Волновод плазменный). Частота эл.-магн. излучения в вакуумной электронике определяется конечными геом. размерами волноводов и резонаторов, а в квантовой электронике — дискретностью энергетич. уровней излучателей (возбуждённых атомов и молекул) поэтому генераторы когерентного эл.-магн. излучения в вакуумной и в квантовой электронике узкополосны, менять их частоту плавно практически невозможно. В плазменных приборах частота зависит не только от геом. размеров волноводов и резонаторов, но и от п.чотности плазмы, поэтому излучатели в П. э. многомодовые меняя плотность плазмы, можно менять частоты в широком интервале.В этом заключается одно из существ, отличий и преимуществ П. э. Так, напр., частота продольных ленгмюровских колебаний холодной изотропной плаз.мы (в систе.ме ед. СС8Е) Шр = (3-10 Нр) / С", где Пр — плотность плазмы. При изменении реально используе.мой плотности плазмы в пределах (10 °—Ю ) см" можно возбуждать волны длиной X (10" —10 ) см, что перекрывает всю полосу СВЧ от субмиллиметрового и до дециметрового диапазона. При наложении на плазму внеш. магн. поля диапазон частот собств. мод эл.-магн. колебаний плазмы расширяется. [c.607]

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]

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]

Из формулы (13) видно, что плазменная частота сОр зависит в первую очередь от концентрации электронов N в полупроводниках и полуметаллах, где N может понижаться до величины лорядка 10 , плазменная частота может оказаться в микроволновой области (10 сек ), особенно для электронов, эффективная масса которых значительно меньше массы свободного электрона ). Плазменные колебания наблюдаются в металлах в тех случаях, когда в системе имеется энергия, достаточная для их возбуждения, например, когда в металл извне инжектируются быстрые электроны. [c.75]

Хотя интеграл столкновений заряженных частиц, учитывающий динамическую поляризацию плазмы, позволяет рассмотреть влияние плазменных колебаний на релаксацию распределений частиц и на процессы переноса в плазме, однако такое рассмотрение остается все еще сравнительно ограпиченпым. Именно, при этом полностью выпадает из поля зрения вопрос о временнбй зависимости колебаний, которые, как известно из теории колебаний плазмы, могут затухать во времени или нарастать, если плазма неустойчива. Последний случай представляет особый интерес, поскольку благодаря развитию неустойчивости интенсивность колебаний может стать весьма большой, а поэтому плазменные колебания могут существенно изменить закономерности релаксации частиц. Ниже мы ограничимся именно таким случаем неустойчивой плазмы, в которой могут раскачиваться колебания с инкрементом, значительно меньшим частоты. [c.252]

В целом ряде случаев записимость частоты плазменных колебаний значительно менее существенна, чем соотлетствующая зависимость инкремента. Такоо положение обусловлено тем, что частоты плазменных колебаний определяются сравнительно медленно изменяющимися параметрами, определяющими распределения частиц. Так, в случае электронных ленгмюровских и в случао ионнозвуковых колебаний частоты плазменных ко.пебапий являются плавными функциями плотности числа частиц и их температуры. Напротив, инкременты (так же как и декременты) колебаний часто определяются малыми группами резонансных частиц, перераспределение которых, возникающее в результате взаимодействия с [c.259]

Это рассуждение, естественно, не означает, что в металле не могут распространяться волны с частотой ю ц. Подобные волны действительно наблюдаются. Поскольку во многих металлах можно пользоваться приближением свободных электронов (гл. XIV), то к ним применим проделанный выше расчет. Такие волны с частотой, слабо зависящей от длины волны, описываемые (с точностью до членов порядка ( А/<о) ) формулой (13.21), называются плазменными колебаниями или плазмонами. Для свободных электронов v ( д.) = = Pom/(n ti ) и, следовательно, частота плазмонов равна 0)в=(4ппев /т) , где п —плотность валентных электронов. [c.239]

Плазменные колебания не очень высоких частот возникают в металлах и полупроводниках, т. е. в твердых телах, имеющих слабосвязанные с ионами электроны. В основном состоянии электроны полностью компенсируют положительный заряд ионов и каждая элементарная ячейка кристалла нейтральна. Пусть Уо — среднее число электронов в единице объема кристалла, соответствующее такому нейтральному состоянию. Отклонение числа электронов V от среднего значения, Уо приводит к нарушению нейтральности и появлению электрических сил, восстанавливающих равновесие. Так возникают колебания плотности электронов относительйо среднего значения Уо. [c.90]

Возбуждение плазменных волн. Энергия плазмонов велика, поэтому они не возбуждаются при нагревании. Возбуждение плазмонов осуществляют быстрыми электронами (порядка нескольких киловольт), проходящими через тонкие ( 100А) пленки. При прохождении быстрых электронов через пленки бериллия, магния, алюминия они теряют энергию йсор, 2й(0р,. .. в соответствии с числом плазмонов, которые они возбудили. При этом наблюдаемая плазменная частота хорошо совпадает с вычисленной при учете валентных электронов (два в Ве и М и три в А1). В некоторых металлах и неметаллах (С, 51, Ое,. ..) электроны вобуж-дают по одному плазмону. В углероде, кремнии и германии плазменная частота также определяется валентными электронами (по четыре на атом). В металлах Си, P g, Аи и многих других переходных металлах в плазменных колебаниях наряду с валентными принимают частичное участие и другие электроны. В табл. 8 приведены значения энергии плазмонов для некоторых твердых тел. [c.98]

В большинстве ранних работ, посвященных резонансным нелинейным взаимодействиям волн, среда считалась безграничной и однородной. Серьезное внимание к раснадным процессам в неоднородных средах было привлечено в связи с проблемой преобразования энергии мощного лазерного излучения в плазменные колебания. Уже из первых работ, посвященных резонансным волновым взаимодействиям в неоднородных средах, следовало, что неоднородность существенно изменяет характер этих процессов [6—8]. Так, в работе [6] обнаружено, что запрещенная условиями фазового синхронизма генерация второй гармоники в плазме без магнитного поля возможна в неоднородной плазме в области, где становится близкой к нулю диэлектрическая проницаемость волны на основной частоте. [c.104]

Смотреть страницы где упоминается термин Плазменные колебания частота : [c.682] [c.756] [c.389] [c.45] [c.414] [c.258] [c.533] [c.84] [c.325] [c.17] [c.240] [c.256] [c.258] [c.260] [c.33] [c.39] [c.281] [c.286] [c.253] [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...