مقدار البلازما

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

λ_D هو طول ديبي

وحيث أن العامل $4π / 3$ 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.

q_e هو مقدار الشحنة الإلكترونية.

T_e درجة حرارة الإلكترون.

البعض يعرف مقدار البلازما كالتالي:

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

تقريب البلازما المثالية

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

خصائص البلازما وعامل8 (طول ديبي)

مقدار Λ ممكن تلخيصه بالجدول التالي^[3]:

الوصف	مقدار قيمة البلازما
الوصف	Λ<<1	Λ>>1
الإقتران	البلازما مقترنة بقوة	إقتران 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 الإستفراغ القوسي البارد ذو الضغط العالي تجارب انصهار القصور الذاتي النجوم الصغيرة البيضاء/طبقات الجو للنجوم النيوترونية	طبيعة طبقة الأيونوسفير أجهزة الإنصهار المغناطيسي بلازما الفضاء الخارجي كرة البلازما

المصادر

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

تصنيف الصفحة: فيزياء البلاسما