Плазма во внешнем переменном электрическом поле.

При гармоническом изменении Е_П: ,

где T-период колебаний, -угловая частота изменения

Уравнение движения частицы:

, где

- энергия приобретаемая частицей

Энергия теряемая одной и приобретаемая другой частицей при столкновении:

, где V – скорость частицы.

В плазме с

Вывод: частицы плазмы изменяют свои скорость и энергию при наложении на нее переменного поля в соответствии с изменением Е_П. В плазме под действием ВЧ поля возникает поток частиц

где ω – частота ВЧ поля.

Электромагнитная волна в плазме испытывает преломление. Коэффициент преломления зависит от длины волны:

, где - концентрация электронов.

Если длина волны превышает критическую , то происходит полное отражение ее от плазмы, проникая лишь на толщину (скин-слой):

где - проводимость плазмы .

В скин–слое происходит поглощение излучения (если ). Коэффициент поглощения: , где - частота столкновений.

Плазма во внешнем однородном магнитном поле.

Рис.8 Движение частицы в магнитном поле.

Сила Лоренца: где V – скорость частицы, H – напряженность магнитного поля,  – угол между V и H, c – скорость света (рис.8). При q=e⁺ действует сила +F (на положительный ион). При q=e^– – действует сила – F (на отрицательный ион, электрон).

Возможны два случая:

1. Если частица движется вдоль Н, то F=0, так как  = 0.

2. Если частица движется перпендикулярно н, то .

Т.к к V_част поэтому частица движется по криволинейной круглой траектории с постоянным центростремительным ускорением _,где r-радиус траектории. Поскольку F=ma, то , а - ларморовский радиус. Период вращения ; Ларморовская частота : 1,7*10⁷Н ; Н для определяемой частицы с Е_к и А: , где А – атомный вес частицы.

Замагниченная плазма – плазма удовлетворяющая условию , т.е за время движения по орбите частица не сталкивается с другой частицей. Способ замагничивания – наложение на плазму сильного магнитного поля (Н зависит от значения )

Под действием силы Лоренца плазма формируется в пучок(шнур). Подбирая значение напряженности магнитного поля, можно (а) «отделить» плазму от вншней среды и (б) «запереть магнитной пробкой»

а) Плазма может удерживаться магнитным полем от контакта с внешней средой, если её давление уравновешивается давлением магнитного поля: , где N – концентрация частиц плазмы, см^-3,

Т – температура плазмы, эВ,

В этом случае

б) Если давление магнитного поля превышает давление плазмы, т.е. , то частица двигается под углом к вектору H:

, а

Частица двигаясь либо вдоль вектора , либо под углом к нему, изменяет направление своего движения под углом α_max и при H=H_max меняет направление своего движения на обратное. Образуется «магнитная пробка» не позволяющая частицам плазмы выбраться из «запертого» объема.

Вывод: во внешнем однородном магнитном поле заряженная частица двигается , в зависимости от направления(относительно вектора H), по криволинейной траектории (окружности) с постоянным ускорением, причем, радиус траектории зависит от массы частицы. При выполнении условия замагничивания частица не испытывает столкновений, т.е. ее энергия не изменяется. Зависимость позволяет сепарировать частицы, т.е. выбирать необходимые частицы из плазмы.