Амбіполярна дифузія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Амбіполярна дифузія — одночасна дифузія різнойменних заряджених частинок у квазінейтральному середовищі. Зокрема така дифузія характерна для плазми, в якій одночасно рухаються електрони та йони. Попри те, що частинки різного заряду мають різні коефіцієнти дифузії, кулонівська взаємодія між ними призводить до того, що дифузія швидких частинок сповільнюється, а дифузія важких прискорюється. В умовах, коли зберігається квазінейтральність, загальний коефіцієнт дифузії має проміжне значення.

При амбіполярній дифузії виникає електричне поле, пропорційне градієнту концентрації частинок.

Теорія[ред.ред. код]

Найпростіше розглянути амбіполярну дифузію для двокомпонентної плазми без магнітного поля. Струми електронів та йонів задаються формулами:

де та - електронний та йонний струм, відповідно, та - концентрації електронів та йонів, та - рухливості, та - коефіцієнти дифузії.

В умовах квазінейтральності концентрації електронів та йонів рівні: , а сумарний електричний струм дорівнює нулю. Тоді,

,

а сумарний коефіцієнт дифузії

.

Рухливість електронів зазвичай набагато більша від рухливості йонів, тому наближено

.

Використовуючи співвідношення Ейнштейна, коефіцієнт амбіполярної дифузії матиме вигляд:

,

де та - температури йонної та електронної компонент плазми, відповідно. У разі коли ці температури однакові, коефіцієнт амбіполярної дифузії удвічі більший від коефіцієнта дифузії іонів.

Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.