Понятие явлений переноса

Явление переноса — движение заряженных частиц в плазме под действием E, градиента концентрации n, перепада температур.

Дрейфовые движения частиц

Дрейф (внешнее поле), диффузия (внутренние неоднородности) Рассмотрим движение заряженных частиц плазмы в электрическом поле Е. Учитывая преобладающую активность электронной компоненты, определим зависимость электронного тока от E (считаем плазму полностью ионизированной):

(7.1).

— где, — частота соударений в плазме.

Учитывая, что под действием силы еE электрон ускоряется, а сила трения возрастает по мере ускорения электрона до тех пор, пока не компенсирует полностью силу электрического поля. В этом случае электрон будет двигаться равномерно, следовательно,.

. (7.2).

— закон Ома для плазмы.

Откуда.

— проводимость плазмы.

(пропорциональна n).

— время между соударениями (время свободного пробега);

z — степень ионизации иона;

Lk — кулоновский логарифм (Lk ~ 10…20… 15) =.

— минимальный угол отклонения при столкновениях.

Ecли в плазме есть и нейтральные частицы (холодная плазма), проводимость зависит и от взаимодействия eс нейтральными частицами.

где нen — частота столкновения eи нейтральных частиц.

Тогда подставляя получим:

— проводимость плазмы (7.3).

— где B — постоянная.

Проводимость плазмы сильно зависит от T, если плазма изотермическая T=Te=Ti, если нет, Te>>Ti.

Следовательно, Te — температура электронной компоненты.

Схема дрейфового движения:

т.е. положение.

• — хаотического теплового движения, определяемого средней арифметической скоростью движения .
• — направленного движения, определяемого разностью между числами частиц, проходящего через единицу поверхности за единицу времени в прямом и обратном направлениях.

Дрейф — движения заряженных частиц под действием внешних воздействий (поле).

Диффузия — движения заряженных частиц из-за наличия внутренних неоднородностей (концентрации, температуры).

~ количеству e-, c другой стороны ne= ni, следовательно, растет число столкновений (число центров рассеяния электронов).

Если z=1 (однократно ионизированные ионы):

= (для системы СГСЭ) = 107 T3/2 (7.4).

• — формула Спитцера (1958 Лайман Спитцер)
• — по проводимости плазмы можно мерить Те (при T~107К, следовательно, у>> у металла).

Отклонение от закона Ома в плазме.

;

но T~Te зависит в свою очередь от E/Po (E — напряженность поля, Po — давления газа), следовательно у=у (E). Таким образом, нарушается прямая пропорциональность j и E, характерные для закона Ома. Следовательно, j нелинейно зависит от E!