معامل البلازما

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

مقدار البلازما هو عدد يرمز له بالشكل Λ ويقيس متوسط عدد الإلكترونات الموجودة داخل كرة ديبي ونصف قطره يسمى طول ديبي داخل البلازما. ومقدار أو قيمة البلازما المستخدمة بفيزياء البلازما تعرف للكميات البلازمية الكبيرة ومعادلتها:

 \Lambda = \frac {4\pi}{3} n \lambda_D^3

حيث أن

N هو كثافة الجسيمات
λD هو طول ديبي

وحيث أن العامل 4\pi/3 يسقط. عندما يعطى طول ديبي بالمعادلة  \lambda_D = \sqrt{\frac{\epsilon_0 k T_e}{n_e q_e^2}} ستكون معادلة مقدار البلازما[1]:

 \Lambda = \frac{(\epsilon_0 k T_e)^{3/2}}{q_e^3 n_e^{1/2}}

حيث:

ε0 هي النفاذية خلال الفراغ.
k هو ثابت بولتزمان.
qe هو مقدار الشحنة الإلكترونية.
Te درجة حرارة الإلكترون.

البعض يعرف مقدار البلازما كالتالي:

 \epsilon_p = \Lambda^{-1}\ .

تقريب البلازما المثالية[عدل]

أحد المعايير التي تحدد مجموعة الجسيمات المشحونة وتوصف بدقة البلازما هو Λ>>1 عندما تكون بهذه الحالة فإن التفاعلات الجماعية للكهرباء الستاتيكية تسيطر على الاصطدامات الثنائية وجسيمات البلازما ممكن التعامل معها كما لو أنها تتفاعل بمجال خلفية ناعمة أفضل من التفاعلات (الاصطدامات) الزوجية الخشنة[2]. معادلة الحالة في البلازما المثالية هي نفسها في الغاز المثالي.

خصائص البلازما وعامل8 (طول ديبي)[عدل]

مقدار Λ ممكن تلخيصه بالجدول التالي[3]:

الوصف مقدار قيمة البلازما
Λ<<1 Λ>>1
الاقتران البلازما مقترنة بقوة اقتران البلازما ضعيف
كرة ديبي تكتل خفيف ومتناثر تكتل كثيف
التأثير الكهروستاتيكي متواصل بشكل دائم أحيانا
المميزات بارد وكثيف حار ومتناثر
أمثلة بلازما الاستئصال بالجراحة عن طريق الليزر المكثف
الاستفراغ القوسي البارد ذو الضغط العالي
تجارب انصهار القصور الذاتي
النجوم الصغيرة البيضاء/طبقات الجو للنجوم النيوترونية
طبيعة طبقة الأيونوسفير
أجهزة الانصهار المغناطيسي
بلازما الفضاء الخارجي
كرة البلازما

المصادر[عدل]

  1. ^ Miyamoto, K., Fundamentals of Plasma Physics and Controlled Fusion, (Iwanami, Tokyo, 1997)
  2. ^ J.D. Callen, University of Wisconsin-Madison, Draft Material for Fundamentals of Plasma Physics book: Collective Plasma Phenomena PDF
  3. ^ See The plasma parameter lecture notes from Richard Fitzpatrick