Релаксация компонент плазмы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Релаксация компонент плазмы - процесс изменения функций распределения заряж. частиц в плазме за счёт столкновений при стремлении их к равновесию термодинамическому, приводящий к установлению максвелловского распределения.

В простой полностью ионизованной плазме, состоящей из электронов и ионов одного сорта, времена обмена импульсом и энергией при куло-новских столкновениях частиц одного знака между собой и с др. частицами существенно различны. Времена обмена импульсом и энергией при столкновениях одинаковых частиц есть величины одного порядка и даются выражением:

где

- кулоновский логарифм, Z_j - зарядовое число, n_j - концентрация,

- темп-pa. При этом для сравнимых температур

релаксация импульса и энергии электронов происходит значительно быстрее:

. Передача импульса при столкновениях электронов с ионами характеризуется временем

а обмен энергиями происходит за значительно большее время

Поэтому часто встречается ситуация, когда распределения электронов и ионов близки к максвелловским, но

т. е. плазма двухтемпературная (частичное равновесие).

В слабоионизованной плазме время релаксации импульса электронов при столкновениях с атомами

где

- частота столкновений, а время релаксации энергии при упругих столкновениях

Неупругие столкновения могут приводить к гораздо более быстрой релаксации распределения электронов в нек-рых областях энергии. Так, напр., в газовых разрядах электроны с энергией, превышающей первый потенциал возбуждения, релак-сируют по энергии быстрее, чем тепловые, для к-рых характерное время есть

Релаксация пучка пробных частиц в полностью ионизованной плазме описывается Фокке-ра - Планка уравнением. При этом происходит как торможение пучка за счёт динамич. трения, так и размытие пучка по скоростям - диффузия в пространстве скоростей. Для быстрых частиц время релаксации определяется их энергией, поэтому хвосты функций распределения релаксируют значительно медленнее, чем тепловые частицы. Торможение и рассеяние пучка быстрых электронов с энергией

происходит как на ионах, так и на электронах практически с одним и тем же характерным временем

Ионы же с очень большой энергией

тормозятся на электронах с характерным временем

почти не рассеиваясь. В обратном случае релаксация пучка ионов по энергии и по импульсу происходит за счёт ион-ионных столкновений со временем

В плазме с редкими столкновениями релаксация пучка может происходить гораздо быстрее, чем столк-новительная, за счёт генерации волн в результате развития пучковой неустойчивости и последующего торможения и рассеяния частиц на возникающих при этом волнах.

Литература по релаксации компонент плазмы

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.