WikiDer > Удельное сопротивление Спитцера

В Удельное сопротивление Спитцера (или удельное сопротивление плазмы) - выражение, описывающее электрическое сопротивление в плазма, который был впервые сформулирован Лайман Спитцер в 1950 г.^[1][2] Спитцеровское сопротивление плазмы уменьшается пропорционально электронной температуре как ${ displaystyle T_ {e} ^ {- 3/2}}$.

Обратное сопротивление Спитцера ${ displaystyle eta _ {Sp}}$ известен как Электропроводность Спитцера ${ displaystyle sigma _ {Sp} = 1 / eta _ {Sp}}$.

Формулировка

Реститивность Спитцера - классическая модель удельное электрическое сопротивление на основе электронно-ионного столкновения и обычно используется в физике плазмы.^{[3][4][5][6][7]} Поперечное удельное сопротивление Спитцера определяется по формуле:

${ displaystyle eta _ { perp} = { frac {4 { sqrt {2 pi}}} {3}} { frac {Ze ^ {2} m_ {e} ^ {1/2} ln Lambda} { left (4 pi varepsilon _ {0} right) ^ {2} left (k _ { text {B}} T_ {e} right) ^ {3/2}}} ,}$

и параллельное удельное сопротивление Спитцера:

${ displaystyle eta _ { parallel} = eta _ { perp} /1.96qquad ({ text {for}} Z = 1),}$

где ${ displaystyle Z}$ - ионизация ядер, ${ displaystyle e}$ - заряд электрона, ${ displaystyle m_ {e}}$ - масса электрона, ${ displaystyle ln Lambda}$ это Кулоновский логарифм, ${ displaystyle varepsilon _ {0}}$ - электрическая проницаемость свободного пространства, ${ displaystyle k _ { text {B}}}$ является Постоянная Больцмана, и ${ displaystyle T_ {e}}$ - температура электронов в кельвины. Эти два сопротивления соответствуют току, перпендикулярному и параллельному сильному магнитному полю (частота столкновений мала по сравнению с гирочастотой). В безмагниченном случае удельное сопротивление равно ${ displaystyle eta _ { parallel}}$.

В Единицы CGS, выражение имеет вид:

${ displaystyle eta _ { perp} = { frac {4 { sqrt {2 pi}}} {3}} { frac {Ze ^ {2} m_ {e} ^ {1/2} ln Lambda} { left (k _ { text {B}} T_ {e} right) ^ {3/2}}}.}.}$

Для произвольных ${ displaystyle Z}$,

${ displaystyle eta _ { parallel} = eta _ { perp} F (Z),}$

где

${ displaystyle F (Z) = { frac {1 + 1.198Z + 0.222Z ^ {2}} {1 + 2.966Z + 0.753Z ^ {2}}}}$.

Несогласие с наблюдением

Измерения в лабораторных экспериментах и компьютерное моделирование показали, что при определенных условиях удельное сопротивление плазмы имеет тенденцию быть намного выше, чем удельное сопротивление Спитцера.^[8][9][10] Этот эффект иногда называют аномальное сопротивление или неоклассическое сопротивление.^[11] Это наблюдалось в космосе, и предполагалось, что эффекты аномального сопротивления связаны с ускорение частиц в течение магнитное пересоединение.^[12][13][14] Существуют различные теории и модели, которые пытаются описать аномальное сопротивление, и их часто сравнивают с сопротивлением Спитцера.^{[9][15][16][17]}

использованная литература

Эта физика плазмы–Связанная статья является заглушка. Вы можете помочь Википедии расширяя это. v т е