Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 11 стр.

вующее смещение d = λ D называется дебаевским радиусом экраниро-
вания:

                           ne 2 λD
                                   2
                                    1
                                   = kT или                           (1.6)
                           ε0 2     2
                                       ε 0 kTe
                            λD =               .                      (1.7)
                                        ne 2

      При типичных значениях для ННГП Te = 1 эВ и ne = 1010 см-3 ве-
личина λD составляет 7.4×10-5 м, что в несколько раз меньше длины
свободного пробега электрона. По определению, ионизированный газ
может называться плазмой только при выполнении условия λD << L ,
где L - это характерный размер плазменного объема. При внесении
избыточного заряда в некоторую точку плазмы он будет экранирован
заряженными частицами плазмы на расстояниях меньше λD , при этом
остальная часть плазменного объема останется квазинейтральной. Та-
ким образом величина дебаевского радиуса экранирования характе-
ризует размер области, в которой в плазме может возникать наруше-
ние квазинейтральности.
      Еще одним параметром плазмы, относящимся к эффекту про-
странственного разделения зарядов, является число частиц N D в сфе-
ре Дебая – воображаемой сфере радиусом λD . Принимая во внимание
экспоненциальное падение потенциала U ( x ) = U 0 exp(− x λ D ) , для обес-
печения эффекта экранирования необходимо большое число электро-
нов или, другими словами, выполнение условия N D >> 1. Расчеты по
соотношению
                                   4π
                            ND =      ne λ D
                                             3
                                                                      (1.8)
                                    3

показывают, что в типичном диапазоне условий ННГП Te = 1-10 эВ и
ne = 1010 - 1012 см-3 величина N D лежит в диапазоне 104 – 107.
       Из сказанного выше ясно, что хотя для объема плазмы в целом
выполняется условие квазинейтральности, локальные нарушения это-
го условия могут возникать в областях с характерными размерами
меньшими λD . Если в системе происходит локальное нарушение ква-
зинейтральности (например, в силу теплового движения частиц), воз-
никают электростатические силы, которые стремятся восстановить

                                        11