Колебания электронной плазмы

Применим линеаризованное уравнение Власова (7.64) к исследованию колебаний электронной плазмы. [c.130]

Колебания электронной плазмы [c.130]

Рассмотрим колебания электронов плазмы при малом отклонении их распределения от равновесного (Л С/о) в отсутствие внешнего поля. Согласно изложенному в 36 функция f(г, V, I) в этом случае определяется линеаризованным кинетическим уравнением Власова (7.74). Для малых колебаний зависимость функции )1(г, V, t) и потенциала ф(г, I) от времени и координат можно принять в виде продольной плоской волны, распространяющейся, например, в положительном направлении вдоль оси х [c.130]

На рис. 1 приведена зависимость предельной скорости фронта от. Рассмотрим теперь колебания электронной плазмы в предположении, что ионы остаются неподвижными. В работах [2, 3] решалась задача о нелинейных колебаниях электронной плазмы в случае плоских волн (г/ = 1) в предположении, что ионная решетка безгранична. Ниже исследуются нелинейные колебания электронной плазмы в цилиндрическом и сферическом случаях в той же постановке, а также в случае, когда ионы не заполняют все пространство. [c.406]

В качестве иллюстрации применения уравнения (89.4) мы рассмотрим задачу о колебаниях электронной плазмы в отсутствие внешнего поля, впервые корректно решенную Л. Д. Ландау мы следуем оригинальной работе [42]. Эти колебания возникают вследствие локальных нарушений нейтральности плазмы в результате хаотического движения частиц, причем ввиду того, что массы ионов весьма велики по сравнению с массой электрона, можно в пулевом приближении учитывать только движение электронов. [c.499]

Обратимся теперь к изучению влияния теплового движения частиц плазмы на продольные колебания. При этом, имея и виду, что согласно формуле (28.9) влияние ионов пренебрежимо мало, их движением пренебрежем. Поэтому продольные колебания электронной плазмы описываются следующими двумя уравнениями [c.107]

Мы уже видели при рассмотрении продольных колебаний электронной плазмы, что мнимая часть диэлектрической проницаемости мала (а поэтому сравнительно невелико поглощение волн), если фазовая скорость значительно превышает тепловую скорость частиц. Будем считать, что такое неравенство выполнено по [c.111]

Рис.15. Фазовый портрет колебаний электронной плазмы

Колебания электронной плазмы описываются гамильтонианом [21] [c.15]

Попробуем понять, как возникает фазовая скорость, большая с. Источник наших трудностей заключен в постоянном слагаемом со , входящем в дисперсионное соотношение. При со , равном нулю, фазовая скорость была бы равна с. Константа равна возвращающей силе, действующей на один электрон и отнесенной к единице массы и единице смещения. Эта постоянная определяет частоту свободных колебаний электронов плазмы [c.162]

В П.-п. р. значительный, а зачастую определяющий вклад в ионизацию вносят разогретые тепловые электроны плазмы, концентрация к-рых по мере развития разряда обычно начинает превышать концентрацию электронов в пучке. На формирование ф-ции распределения тепловых электронов оказывают влияние упругие и неупругие столкновения, а также ускорение электронов в электрич. полях ленгмюровских колебаний. [c.609]

Для ленгмюровских С. важно взаимодействие с электронами плазмы, также приводящее к затуханию Ландау. Возмущающим фактором для ленгмюровского С. является также неоднородность плазмы он притягивается областью плазмы, где плотность понижена, и может совершать колебания вблизи минимума плотности. [c.576]

Э. п. может наблюдаться в разл. условиях в изотропной плазме, в плазме, находящейся во внеш. магн. поле, на модах непрерывного спектра возбуждений ленгмюровской турбулентности, на поверхностных колебаниях неоднородного переходного слоя холодной плазмы. Э. п. может возникнуть и в столкновительной плазме полупроводников, а также в сильно вырожденной электронной плазме, примером к-рой могут служить свободные носители заряда в металлах (см. Плазма твёрдых тел). [c.646]

Заметим, наконец, что если длина волны колебания по порядку величины сравнима е дебаевским радиусом электронов кг - 1), то декремент затухания (29.21) оказывается немалым по сравнению с частотой. Поэтому в электронной плазме могут распространяться продольные волны лишь с длиной волны, много большей дебаевского радиуса. [c.111]

Дисперсионное уравнение продольных колебаний электронно-ионной плазмы [c.111]

Определить собственную частоту и декремент затухания продольных колебаний в плазме с таким распределением электронов. [c.124]

Название связано с тем, что ыр определяет частоту собственных коллективных колебаний в плазме, концентрация электронов в которой N. [c.94]

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]

Из (2.1.71), (2Л.72) виден огромный рост степени нагрева столкновительной плазмы по сравнению с бесстолкновительной, если частицами, с которыми сталкиваются электроны, являются ионы или нейтралы ЛГ/т 10 - 10 . Отсюда же видно и то, что электрон-электронные соударения, хотя они и сбивают фазу вынужденных колебаний электронов, не могут привести к значительному разогреву электронного газа из-за равенства масс сталкивающихся частиц. [c.80]

Длина этой волны бесконечно велика. Физическая картина колебаний такова. Сместим все электроны в одном направлении на фиксированное небольшое расстояние. Тогда в плазме возникает макроскопическое электрическое поле вдоль этого же направления, стремящееся возвратить электроны в исходное положение. Колебания электронов под действием такого поля и представляют собой плазменные колебания. Так как направление, в котором происходят этн колебания, совпадает с направлением вектора электрического поля колебания, то они являются продольными колебаниями. [c.53]

Закон дисперсии в рассматриваемом приближении таков, что циклическая частота колебаний о не зависит от волнового вектора и равна постоянной ленгмюровской частоте. Это указывает на аномально сильную дисперсию колебаний электронной плазмы, именно такую, что величина групповой скорости равна нулю, -г. е. колебания в этом случае не распространяются. Созданная электронная макроскопическая неоднородность в плазме не ре-даксирует, как в обычном газе, а вибрирует (не распространяясь) с большой частотой гоо=5-10 с при =10 м ). [c.131]

Квазиэлектростатическое поле, связанное с коллективными колебаниями электронной плазмы, должно быть безвихревым этсму удовлетворяет выражение для вектср-потенциала (12.4). В самом деле, как следует из (12.5), [c.389]

Большой раздел М. полупроводников составляет изучение зеемановского расщепления уровней энергии мелких водородоподобных примесей и экситонов (см. также Квазичастицы). Наблюдение магнитопоглощения и отражения И К излучения в узкозонных ПП позволяет исследовать коллективные колебания электронной плазмы (см. Плазма твёрдых тел) и её вз-ствие с фононами. [c.383]

Плазмой — квазичастица, описывающая связати1ые колебания электронной плотности и электромагнитного поля в плазме твердого тела, в Плотность состояний — число состояний, приходя-тцееся на единичиьн интервал энергий. [c.284]

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]

Параметрические Н. п. При распространении в плаз.ме волн большой амплитуды происходит периодич. простраыствеыно-временная модуляция параметров плазмы. На этом фоне возникает параметрич. связь волн малой амплитуды (пробных волн), амплитуда к-рых возрастает экспоненциально в результате раскачивания колебаний электронов и ионов волнами большой амплитуды. Возникают т. н. параметрические неустойчивости. Примером может служить распадная неустойчивость плазмы, в к-рой волна конечной амплитуды с частотой (Оо и волновым вектором к распадается на две волны того же или другого типа с меньшими частотами, удовлетворяющими условиям резонанса Мо Юi + 2- ко = -)- 2. [c.347]

П. т. т., как и газовая плазма, в среднем электрически нейтральна из-за компенсации зарядов разных знаков вследствие временны-х флуктуаций плотности электрич. заряда в ней возникают плазменные или ленгмюровские колебания электронов, частота к-рых (для предельно длинных волн) определяется ф-лой (см. Воаны в плазме) [c.600]

ПЛАЗМЕННО-ПУЧКОВЫИ РАЗРЯД — один из ви-дов электрического разряда в газе, в к-ром в межэлектродное пространство вводится ускоренный электронный пучок и плазма разряда разогревается гл. обр, за счёт плазменно-пучковой неустойчивости (см. Пучковая неустойчивость). В результате развития неустойчивости электронный пучок размывается по скоростям с уменьшением ср. энергии электронов в пучке и передачей части первонач. энергии пучка ленгмюровским колебаниям. Затем значит, часть энергии ленгмюров-ских колебаний передаётся тепловым электронам плазмы. Разогрев тепловых электронов происходит за счёт затухания ленгмюровских колебаний при электрон-атоиных и электрон-ионных столкновениях, при рассеянии ленгмюровских колебаний на тепловых электронах с трансформацией ленгмюровских волн в ионнозвуковые, при затухании ленгмюровских колебаний в области уменьшающейся концентрации плазмы и т. д. [c.609]

Источник с электронно-циклотронным резонансом (E R). Этот тип источника—двухступенчатый, В первой ступени с помощью электронов, разогретых за счёт передачи энергии вынужденных СВЧ-колебаний на ларморовской электронной частоте / , тоздаётся низкозарядная плазма при давлении 10 —10 тор (подводимая мощность СВЧ<0,5 кВт,/л = 6,4—16 ГГц для разл. типов конструкций). Во второй стадии создаётся давление 10 тор, холодная плазма диффундирует а зеркальную магнитную ловушку, где за счёт электронно-циклотронного резонанса (мощность СВЧ 1—1,5 кВт) энергия электронов плазмы повышается до 1 —10 кэВ. Магн. ловушка в зоне ионизации плазмы быстрыми электронами увеличивает время их взаимодействия с ионами до 10—50 мс (ял 10 с/см ) и заметно повышает заряд ионов. Источник прекрасно воспроизводит характеристики пучка, обладает высокой надёжностью в работе и большим сроком службы. [c.196]

Плазменная частота сопл представляет собой одну из основных характеристик плазмы. Это частота собственных гармонических колебаний электронной составляющей относительно неподвижных ионов [2]. Соотношение (7) дает ответ на поставленный вопрос — в каких условиях диэлектрическая проницаемость плазмы равна ну.11ю Очевидно, для этого требуется выполнение условия = сОол. При ю > со плазма нрозрачна для излучения, прп со < соол плазма непрозрачна, излучение отражается плазмой. [c.263]

П.1азменные колебания. Плазма металлов. В электронной плазме металлов могут существовать ленгмюровские колебания [I]. При этих колебаниях на плоский слой электронов плотностью п, смещенный от положения равновесия на расстояние действует возвращающая сила № = е6 = = — р4япе6зс (е — заряд электрона, Е — напряженность-электрич. поля), вызывающая колебания около положения равновесия с плазменной частотой 0) Шр = — 6F,m(>x = = innp lm (т — масса электрона). В металлах 10 с<>к->. [c.24]

На границе металла с вакуумом в электронной плазме могут распространяться поверхностные волны [2J. потенциал Ф электрич. поля к-рых гармонически меняется вдоль границы и во времени и экспоргенциалыю спадает по обе стороны от границы Ф = Фоехр (.—hix ) os (( г — шП k — волновое число. Поскольку нормальная к границе компонента вектора электростатич. индукции — ЕдФ/Ох непрерывна, частота поверхностной волны должна удовлетворять равенству Е (ш) = — 1 [где 8 (и) = 1 — Шр/Ш — диэлектрич. проницаемость электронной плазмы], т. е. ш = сОр//2. Колебания с плазменной частотой и с пониженной плазменной частотой (Ор /2 косвенно наблюдаются в опытах по прохождению чере тонкую фольгу электронов [1], возбуждающих такие колеб ния и теряющих при атом энергию ha, 2йШр. .. или Ыо /У 2 (равную по порядку величины неск. десяткам эв). Сравнение теоретич. и экспериментальных значений частоты показывает, что ялектронная плазма металлов образована валентными электронами атомов решетки. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...