Spitzerův měrný odpor - Spitzer resistivity

Spitzer odpor (nebo plazma odpor ) je výraz popisující elektrický odpor v plazmě , která byla poprvé formulovaný Lyman Spitzer v roce 1950. Spitzer odpor plazmy snižuje v poměru k elektronové teploty jako . ${\ displaystyle T_ {e} ^ {- 3/2}}$

Inverze Spitzerova odporu je známá jako Spitzerova vodivost . ${\ displaystyle \ eta _ {Sp}}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {Sp} = 1 / \ eta _ {Sp}}$

Formulace

Spitzova restititivita je klasický model elektrického měrného odporu založený na srážkách elektronů a iontů a běžně se používá ve fyzice plazmatu. Příčný Spitzerův měrný odpor je dán vztahem:

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

a paralelní Spitzerův měrný odpor:

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

kde je ionizace jader, je elektronový náboj, je elektronová hmota, je Coulombův logaritmus , je elektrická permitivita volného prostoru, je Boltzmannova konstanta a je teplota elektronů v kelvinech . Tyto dva měrné odpory odpovídají proudu kolmému a rovnoběžnému se silným magnetickým polem (rychlost kolize je ve srovnání s gyrofrekvencí malá). V nemagnetizovaném případě je měrný odpor . ${\ displaystyle Z}$${\ displaystyle e}$${\ displaystyle m_ {e}}$${\ displaystyle \ ln \ Lambda}$${\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}$${\ displaystyle k _ {\ text {B}}}$${\ displaystyle T_ {e}}$${\ displaystyle \ eta _ {\ paralelní}}$

V jednotkách CGS je výraz dán vztahem:

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

Pro libovolné , ${\ displaystyle Z}$

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

kde

${\ displaystyle F (Z) = {\ frac {1 + 1,198Z + 0,222Z ^ {2}} {1 + 2,966Z + 0,753Z ^ {2}}}}$.

Neshody s pozorováním

Měření v laboratorních experimentech a počítačových simulacích ukázaly, že za určitých podmínek má odpor plazmy tendenci být mnohem vyšší než odpor Spitzer. Tento efekt je někdy známý jako anomální měrný odpor nebo neoklasický měrný odpor. Bylo pozorováno ve vesmíru a předpokládá se, že účinky anomálního měrného odporu jsou spojeny s akcelerací částic během magnetického opětovného připojení . Existují různé teorie a modely, které se pokoušejí popsat anomální rezistivitu a jsou často srovnávány se Spitzerovým rezistivitou.

Reference

Tento článek týkající se fyziky plazmy je útržek . Wikipedii můžete pomoci rozšířením .

• proti
• t
• E