Unde sonore ionice

Undele ion-acustice (de asemenea doar sunetul ionic ) sunt unde cvasi-electrostatice longitudinale în plasmă asociate cu oscilația ionilor . Ele pot fi excitate într-o plasmă izotropă omogenă , în care temperatura electronilor este mult mai mare decât temperatura ionilor.

Existența undelor ion-acustice este posibilă numai dacă condiția

v_{Ti}\ll {\frac {\omega {k)}\ll v_{Te},

unde , sunt vitezele termice ale ionilor și respectiv ale electronilor și , sunt frecvența și numărul de undă al undei. Astfel, viteza de fază a unei unde ion-acustice trebuie să fie semnificativ mai mare decât viteza termică a ionilor, dar semnificativ mai mică decât viteza termică a electronilor. $v_{Ti)$ $v_{{Te}}$ $\omega$ $k$ $v_{{ph}}=\omega /k$

În acest caz, relația de dispersie pentru undele ion-acustice are forma

\omega (k)={\frac {kv_{s}}{\sqrt {1+(kr_{De})^{2}}}},

Unde

v_{s}={\sqrt {\frac {T_{e}}{m_{i}}}}

este viteza sunetului ionic (aici este temperatura electronilor, este masa ionilor);

T_{e}

m_i

r_{De}={\sqrt {\frac {T_{e}}{4\pi e^{2}N_{e0}}}}

este raza Debye a electronilor (aici este sarcina elementară , este concentrația de electroni neperturbați ).

e

N_{e0)

În cazul lungimilor de undă mari , pentru care , relația de dispersie ia forma unei dependențe liniare caracteristice undelor sonore . În cazul lungimilor de undă scurte, pentru care relația inversă este adevărată , viteza de fază a undelor ion-acustice tinde spre zero, iar frecvența lor tinde spre frecvența ionilor din plasmă. $kr_{{De}}\ll 1$ $\omega (k)=kv_{s)$ $kr_{{De}}\gg 1$

\omega _{pi}={\sqrt {\frac {4\pi e^{2}N_{e0}}{m_{i}}}}.

Astfel, undele degenerează în oscilații plasmatice.

Dacă temperaturile electronilor și ionilor diferă ușor, viteza de fază a undelor ion-acustice este apropiată de viteza termică a ionilor, ceea ce duce la o amortizare puternică fără coliziune a undelor și la transferul energiei lor către particulele de plasmă.

Odată cu creșterea amplitudinii undelor ion-acustice, încep să apară efecte neliniare , care duc la o înclinare a frontului de undă. Cu toate acestea, dispersia previne înclinarea și, în cele din urmă, poate duce la existența unei clase speciale de unde acustice ionice neliniare - așa-numiții solitoni ion-acustici , care sunt perturbări solitare stabile ale densității ionilor care se propagă în spațiu.

Literatură

4.1.3. Oscilații ion-sunete // Electrodinamica plasmatică / AI Akhiezer . - Ed. a II-a, revăzută .. - M . : Nauka, 1974. - S. 152-154. — 720 s. - 5000 de exemplare.

Dicționare și enciclopedii	Rusă mare Britannica (online)