Plasma trong điện trường

(cid:61558) Điện tích trong điện trường

Quỹ đạo của hạt mang điện trong điện trường phụ thuộc vào dấu của điện tích và phương ban đầu của vectơ vận tốc

Plasma trong điện trường

(cid:61558) Bán kính Debye

Điện trường của hạt mang điện trong plasma chỉ

có trong hình cầu bán kính RD

R R D D

T: nhiệt độ tuyệt đối T: nhiệt độ tuyệt đối n: mật độ electron n: mật độ electron

T T n n

Điện trường của hạt mang điện trong plasma chỉ

có trong hình cầu bán kính Debye – đặc trưng cho khoảng cách hiệu dụng tương tác của các hạt

Trong plasma thì L>> RD với L là kích thước

miền chứa plasma

Plasma trong điện trường

(cid:61558) Sự tán xạ các hạt mang điện

Là sự lệch quỹ đạo chuyển động khi các hạt

tương tác với nhau.

Mọi sự tán xạ đều được đặc trưng bởi tiết diện

2

hiệu dụng tán xạ (cid:61540)

(

)

(cid:61552)(cid:61501)

(cid:61483)

(cid:61540)

R 1

(cid:61656) Đối với hạt không mang điện

R 2 (cid:61656) Đối với hạt mang điện chúng sẽ bị tán xạ mà không cần hoàn toàn tiếp xúc nhau.

(cid:61553) Sự tán xạ của plasma được khảo sát với ba miền đặc trưng: miền va chạm gần, miền va chạm xa và miền ngoài bán kính Debye.

Plasma trong từ trường

(cid:61558) Hạt mang điện trong từ trường

Hạt mang điện chuyển động trong từ trường sẽ

(cid:61689) (cid:61691)

(cid:61554) (cid:61557)(cid:61554) (cid:61554) (cid:61557)(cid:61554) ,v B ,v B

(cid:61656)Độ lớn phụ thuộc vào trị số vận tốc và hướng của vận tốc. (cid:61656)Hướng của lực Lorentz: vuông góc với (cid:61656)Hướng của lực Lorentz: vuông góc với (cid:61656)Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái.

chịu tác dụng của lực Lorentz. (cid:61554)(cid:61557)(cid:61557)(cid:61554) (cid:61557)(cid:61554) F q v B(cid:61673) . . (cid:61501) (cid:61675)

(cid:61557)(cid:61554) (cid:61554) :Khi v B(cid:61534)

R

(cid:61501)

m v . q B .

(cid:61559) (cid:61501) (cid:61559) (cid:61501) x x

qB qB m m

(cid:61656)Tần số xiclôtron không phụ thuộc vào vận tốc của hạt (cid:61656)Trong plasma, khối lượng của ion lớn hơn khối lượng của electron nhiều lần, nên các electron quay trong từ trường nhanh hơn nhiều so với các ion

Trong từ trường đồng nhất và không đổi

: ( ,

(cid:61554) (cid:61557)(cid:61554) v B (cid:61537)(cid:61501) )

h v (cid:61501)

.x

m 2 (cid:61552) qB

Trong từ trường đồng nhất và không đổi Khi

Sự trôi điện

(cid:61656) Với cùng một giá trị vận tốc , bước xoắn của các electron nhỏ hơn nhiều so với bước xoắn của các ion

(cid:61557)(cid:61554) (cid:61557)(cid:61554) :Khi E B(cid:61534)

Trong điện từ trường

(cid:61656) Trị số vận tốc trôi không phụ thuộc vào trị số điện tích mà chỉ phụ thuộc vào cường độ điện trường và từ trường

(cid:61656) electron và ion dương có cùng chiều chuyển động trôi.

• Electron quay ngược chiều với ion dương • Bán kính xiclôtron của electron nhỏ hơn nhiều so với bán kính xiclôtron của ion. (cid:61557)(cid:61554) (cid:61557)(cid:61554) :Khi E B(cid:61534) : Sự trôi không sinh ra dòng điện

Trong từ trường không đồng nhất

Từ trường thay đổi về độ lớn

Sự trôi Građien

(cid:61656) Xuất hiện dòng điện

Trong từ trường không đồng nhất

Từ trường thay đổi về hướng

Sự trôi ly tâm

(cid:61656) Xuất hiện dòng điện

Nút từ - bẫy từ

(cid:61656)Từ trường không đồng nhất muốn đẩy dòng điện về phía giảm của từ trường.

Nút từ - bẫy từ

Dòng điện bất kỳ tạo ra xung quanh nó một từ

2

M

(cid:61501)

(cid:61656) trường riêng : M = I.S

mv 2 B

Hay:

v v

sin cos

(cid:61501) (cid:61501)

(cid:61537) (cid:61537)

2

yv xv

M

(cid:61501)

ymv B 2

Tổng quát:

Từ trường yếu và không đồng nhất thì moment từ không đổi.

2

Nút từ - bẫy từ

M

(cid:61501)

ymv B 2

j

E

(cid:61501)

(cid:61501)

E(cid:61555)

Sự dẫn điện của plasma 1 (cid:61554)

: Điện trở suất

(cid:61554) (cid:61555)

: Độ dẫn điện

(cid:61607) Khi các electron chuyển động xoắn trong từ trường (cid:61607) Khi các electron chuyển động xoắn trong từ trường vận tốc trung bình của các electron theo hướng vận tốc trung bình của các electron theo hướng vuông góc với từ trường sẽ nhỏ hơn vận tốc trung vuông góc với từ trường sẽ nhỏ hơn vận tốc trung bình của nó theo hướng từ trường : Tính dẫn điện bình của nó theo hướng từ trường : Tính dẫn điện ngang qua từ trường của plasma nhỏ hơn tính dẫn ngang qua từ trường của plasma nhỏ hơn tính dẫn điện dọc từ trường điện dọc từ trường

Plasma trong từ trường cần phải được mô tả bằng hai hệ số dẫn điện: độ dẫn dọc và độ dẫn ngang .

Dao động và sóng trong Plasma

Sóng plasma là sóng dọc.

2 2

(cid:61559) (cid:61501) (cid:61559) (cid:61501) e e

4 . . n e 4 . . n e (cid:61552) (cid:61552) m m

- Sóng plasma do dao động electron gọi là sóng cao tần. - Sóng plasma do dao động ion gọi là sóng thấp tần.

Dao động plasma : Là dao động tĩnh điện Sóng plasma : Sự truyền dao động plasma gọi là sóng plasma.

Xét electron chuyển động cùng chiều với chiều truyền sóng.

(cid:61607) Vận tốc electron nhỏ hơn vận tốc truyền sóng : electron được tăng tốc; Sóng truyền năng lượng cho hạt. (cid:61607) Vận tốc electron lớn hơn vận tốc truyền sóng : electron được giảm vận tốc ; Sóng thu năng lượng cho hạt.

Tương tác sóng plasma và electron