
【電】 plasma oscillation
【化】 plasma
oscillation; surge; vibration
【化】 oscillations
【醫】 agitate; agitation; shaking; succuss; succussion
等離子體振蕩(Plasma Oscillation)是指等離子體(由自由電子和離子組成的準中性電離氣體)中電荷分離引發的集體性高頻振蕩現象。當等離子體的電中性因局部擾動(如外部電場)被破壞時,電子與離子發生相對位移,庫侖恢複力驅使電子集體運動,形成以特征頻率(朗缪爾頻率)圍繞離子背景的周期性振蕩。
朗缪爾頻率(Langmuir Frequency)
電子等離子體振蕩的角頻率由電子密度決定:
$$ omega_{pe} = sqrt{frac{n_e e}{epsilon_0 m_e}} $$
其中 ( n_e ) 為電子密度,( e ) 為電子電荷,( epsilon_0 ) 是真空介電常數,( m_e ) 為電子質量。
物理意義
振蕩反映了等離子體維持電中性的自發傾向。電子慣性導緻其運動過沖,形成阻尼振蕩(朗道阻尼)或傳播的靜電波(朗缪爾波)。
1929年朗缪爾(Irving Langmuir)通過探針首次在氣體放電管中檢測到此振蕩,奠定了等離子體動力學基礎。
權威參考來源:
等離子體振蕩是等離子體物理學中的重要現象,指等離子體中電子在靜電恢複力和慣性作用下的集體周期性運動。以下是綜合解釋:
等離子體振蕩是由于正負電荷分離引發的電子集體運動,其振蕩頻率稱為等離子體頻率(朗缪爾頻率)。當等離子體因擾動(如熱運動漲落)出現局部電荷不平衡時,電子受庫侖力作用被拉回平衡位置,形成簡諧振蕩。
等離子體頻率的表達式為: $$ omega_p = sqrt{frac{n_e e}{varepsilon_0 m_e}} $$ 其中:
等離子體頻率是表征等離子體特性的核心參數,決定了其對電磁波的響應。例如:
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