Chiziqli segmentning qiyaligi moddaning issiqlik sig'imi bilan aniqlanadi va

Tashqi elektrostatik maydonning plazma ichiga kirib borishi

Plazmada boshqa yassi elektrodga nisbatan potentsiali p bo'lgan yassi elektrodni berilganidan x>>d masofada joylashtiramiz (1.2-rasm). Keling, soddalik uchun T_e = T_i va Z = 1 ni qabul qilaylik, shuning uchun n_oi=n_oe=n_o. U holda elektrod yaqinidagi potentsial taqsimot uchun Puasson tenglamasi quyidagicha bo'ladi:

(Koordinata tizimining x o'qi elektrodga perpendikulyar deb taxmin qilinadi)
Bu tenglamaning e /T <<1 deb taxmin qilingan holda yechimi quyidagi ko'rinishga ega:

Bu yerda E_o - x = 0 da joylashgan plastinka yuzasida maydon kuchi [1]. Biz plazmaga kirib boradigan elektr maydonining kuchi eksponent ravishda yemirilishini ko'ramiz. Zaiflash masofasining xarakterli qiymati Debay radiusidir:

(1.5) formulaga qaytamiz. Agar biz unga n_e = n_i va T_e = T_i, keyin biz (1.8) ifodani olamiz. Agar biz T_e >>T_i ni plazmani kuchli izotermik emas deb hisoblasak, unda (1.1) formulaga to'g'ri keladigan va (1.8) formulada aniqlangan ifodadan atigi marta farq qiladigan ifoda olamiz. Shuning uchun, har qanday plazmada, elektr maydonlarini skrining fazoviy o'lchovlari va o'zgaruvchan zaryadlarni ajratish deyarli bir xil. Plazma chastotali Langmuir tebranishlari singari, elektr maydonlarini skrining qilish ham plazmaning muhim xususiyatidir.
E'tibor bering, kattalik tartibida 1/ω_p - Debay qatlamining termal elektron tomonidan parvoz qilish vaqti.
Suzuvchi potentsial, ya'ni. Plazmaga kiritilgan izolyatsiyalangan jismning ko'proq harakatlanuvchi elektronlarning urishi tufayli oladigan potentsiali formula bilan yaxshi tavsiflanadi (bu holda, qabul qilingan amaliyotga bog'liq holda, potentsial V≡ sifatida belgilanadi):

Bu ifoda statsionar holatda musbat ionlar oqimi elektronlar oqimi bilan kompensatsiyalanishi aniq shartidan olingan. Elektron oqimining sirtga zichligi (1.3) ga muvofiq Maksvell tezlik taqsimoti bilan tananing salbiy potentsialiga kamaygan elektron zichligi bilan aniqlanadi:

Bu yerda _e= , V_s-esa qatlamdan oldingi chegaradagi potensial. Ionlarning joriy zichligini Bom mezonidan topish mumkin, unga ko'ra devorga yaqin qatlam hosil bo'lishi uchun ularning T_e>> T_i chegarasidagi tezligi shart bilan aniqlanishi kerak:

Umumiy holatda umumlashtirilgan Bom mezonlari shartga mos keladi.

Bu yerda izotermik oqim uchun = 1, izotrop bosimli adiabatik oqim uchun = 5,3 va bir o'lchovli adiabatik oqim uchun =3. Ion oqimining zichligini j_i=(n_isv_i)/4 tenglashtirish, bu yerda vi = 1 da (1.12) va elektron oqimi (1.7) bilan aniqlanadi va eV_s≈T_e/2 ekanligini hisobga olsak, biz ( ni olamiz) 1.9). Ushbu potentsialning masofa bilan o'zgarishi sifat jihatidan 1.2-rasmda ko'rsatilgan.
Mezon (1.11) ni quyidagi mulohazalardan olish mumkin. V = 0 potentsialli plazmadagi hosil bo'lgan ionlar nol tezlikka ega (T_i = 0) va potentsial V_s lar bilan to'qnashuvlarsiz oldindan chegaraga yetgan deb faraz qilsak, bizda:

Yaqin devor qavatidagi nv oqimining uzluksizligi shartidan n_i/n_is = (V_s/V)^1/2 chiqadi. (1.7) -ni qatlam uchun Puasson tenglamasiga almashtirish va qatlam chegarasida plazmani kvazineytral (n_is=n_es=n_s) qilib belgilash, bizda

Δ=V_s-V> 0 o'zgaruvchini kiritamiz va uni V_s va T_e/e bilan taqqoslaganda kichik deb hisoblaymiz, o'ng tomonda V ga yaqinlashganda V ga erishamiz:

Ushbu tenglamaning yechimi faqat qavs ichidagi faktorning ijobiy qiymati uchun tarqalmaydigan xarakterga ega, bu yerda e/T_e>1/2V_s, bu (1.13) ga muvofiq M_iv²_s/2>T_e yoki v_s ≥ (T_e/M_i)^1/2 ga teng.
Agar δ<1 koeffitsientli sirtdan elektronlarning mumkin bo'lgan emissiyasini hisobga olsak, joriy balansdan (1.9) logarifm belgisi ostidagi ifodani (1-δ)² ga bo'lish kerakligi kelib chiqadi.