等离子体频率

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  等离子体频率汉语拼音:Dengliziti pinlü;英语:plasma frequency),描述等离子体性质的一个物理量。

  在等离子体中,如果小范围内出现正负电荷分离,因离子质量大,可视为固定不动,构成均匀正电背景,电子则在静电力作用下集体振荡,这就是等离子体振荡,振荡频率ωp 称为等离子体频率。在忽略电子热运动与碰撞,即在所谓冷等离子体条件下,ωp只与电子的数密度、质量、电荷有关。在冷等离子体中,等离子体振荡是一种局部振荡,不向外传播,不形成波(其群速为零)。在热等离子体中,即考虑电子的热运动后,等离子体振荡会形成群速不为零、向外传播的纵波(静电波),称为朗缪尔波。

  实际上离子也在作集体振荡。由于电子比离子活跃得多,如果电子是灼热的(即温度很高),则在离子完成一个振荡的时间内,电子依靠热运动可以实现空间均匀分布,离子的振荡是在均匀负电背景下产生的。因离子质量远大于电子质量,离子的振荡频率远小于电子振荡频率,其影响可以忽略,通常所谓等离子体振荡频率即指电子振荡频率。

  等离子体频率是表征等离子体特征的一个重要物理量 ,它反映等离子体中的电子对电场扰动响应的快慢。在等离子体,如果由于某种原因引起小范围内电中性的破坏,那么等离子体就会在数量级为ωp-1的时间内去消除它。因此,对于远小于等离子体频率的任何低频扰动,等离子体将以足够快的反应来维持它的电中性。