العلومالفيزياء

إشعاع الكبح والتباطؤ في البلازما Bremsstrahlung

تمت تحريره بواسطة: - اخر تحديث : ١٤:١٩:١٢ ، ٢٢ فبراير ٢٠٢٣ - مشاهدات : ٣١

اقرأ في هذا المقال

في البلازما، تتصادم الإلكترونات الحرة باستمرار مع الأيونات، مما ينتج إشعاع، حيث يتطلب التحليل الكامل المحاسبة لكل من تصادمات كولوم الثنائية وكذلك السلوك الجماعي.

خصائص إشعاع الكبح والتباطؤ

  • مع افتراض أن بلازما موحدة مع إلكترونات حرارية موزعة وفقًا لتوزيع ماكسويل بولتزمان مع درجة الحرارة T_{e}، وبعد (Bekefi) تتكامل الكثافة الطيفية للقدرة لكل فاصل، ويوجد تردد زاوي لكل حجم على الكل (4π4\pi sr) للزاوية الصلبة، وفي كلا الاستقطابين للشعاع المشع، يُحسب:
{\displaystyle {dP_{\mathrm {Br} } \over d\omega }={8{\sqrt {2}} \over 3{\sqrt {\pi }}}\left[{e^{2} \over 4\pi \varepsilon _{0}}ight]^{3}{1 \over (m_{e}c^{2})^{3/2}}\left[1-{\omega _{m {p}}^{2} \over \omega ^{2}}ight]^{1/2}{Z_{i}^{2}n_{i}n_{e} \over (k_{m {B}}T_{e})^{1/2}}E_{1}(y),}
  • حيث أن {\displaystyle \omega _{p}\equiv (n_{e}e^{2}/\varepsilon _{0}m_{e})^{1/2}}، {\displaystyle \omega _{p}\equiv (n_{e}e^{2}/\varepsilon _{0}m_{e})^{1/2}}هو تردد بلازما الإلكترون، وω \omegaهو تردد الفوتون، وn_ {e}، n_ {i}، n_{e},n_{i}هي كثافة عدد الإلكترونات والأيونات، والرموز الأخرى هي ثوابت.
  • العامل الثاني بين قوسين هو مؤشر انكسار الموجة الضوئية في البلازما، ويظهر أن الانبعاث يتم كبته بشكل كبير من أجل {\ displaystyle \ omega <\ omega _ {\ rm {p}}}، وهذه هي حالة انقطاع الموجة الضوئية في البلازما، وفي هذه الحالة تكون الموجة الضوئية زائلة، وبالتالي فإن هذه الصيغة تنطبق فقط على {\ displaystyle \ omega> \ omega _ {\ rm {p}}}، ويجب تلخيص هذه الصيغة على أنواع الأيونات في بلازما متعددة الأنواع.
  • الوظيفة الخاصة ه_ {1} يتم تعريفه في المادة المتكاملة الأسية، والكمية اللامحدودة ذ يكون:
{\ displaystyle y = {1 \ over 2} {\ omega ^ {2} m_ {e} \ over k _ {\ rm {max}} ^ {2} k _ {\ rm {B}} T_ {e}}}
  • حيث ان {\displaystyle k_{m {max}}}{\ displaystyle k _ {\ rm {max}}}هو أقصى عدد موجي أو مقطوع ينشأ بسبب الاصطدامات الثنائية، ويمكن أن يختلف باختلاف أنواع الأيونات بقسوة {\ displaystyle k _ {\ rm {max}} = 1 / \ lambda _ {\ rm {B}}} وهو نموذجي في البلازما غير شديدة البرودة، إذ أن {\ displaystyle E _ {\ rm {h}} \ حوالي 27.2} هي طاقة Hartree، و{\ displaystyle \ lambda _ {\ rm {B}} = \ hbar / (m _ {\ rm {e}} k _ {\ rm {B}} T _ {\ rm {e}}) ^ {1/2}} هو الطول الموجي الحراري للإلكترون دي برولي، وخلاف ذلك، {\ displaystyle k _ {\ rm {max}} \ propto 1 / l _ {\ rm {C}}} حيث أن {\ displaystyle l _ {\ rm {C}}} هي مسافة كولوم الكلاسيكية لأقرب نهج.
  • وللحالة المعتادة ك_ {m} = 1 / \ لامدا _ {ب} يكتب بصيغة {\ displaystyle y = {1 \ over 2} \ left [{\ frac {\ hbar \ omega} {k _ {\ rm {B}} T_ {e}}} \ right] ^ {2}.}، حيث أن صيغة dP _ {\ mathrm {Br}} / d \ omegadP_{\mathrm {Br} }/d\omegaتقريبي من حيث أنه يهمل حدوث انبعاث محسّن لـ\ أوميغا \omegaأعلى قليلا من {\ displaystyle \ omega _ {\ rm {p}}}.
  • في الحدد ذ \ ليرة لبنانية 1يمكن تقريب ه_ {1} E_{1}مثل E_ {1} (ص) \ تقريبًا - \ ln [ye ^ {\ gamma}] + O (y)E_{1}(y)\approx -\ln[ye^{\gamma }]+O(y)، حيث أن \ جاما \ تقريبا 0.577 \gamma \approx 0.577هو ثابت أويلر ماسكيروني، ويستخدم المصطلح اللوغاريتمي الرئيسي بشكل متكرر، ويشبه لوغاريتم كولوم الذي يحدث في حسابات البلازما الاصطدامية الأخرى.
  • ص> ه ^ {- \ جاما} هو المصطلح اللوغاريتمي السلبي، ومن الواضح أن التقريب غير كافٍ، حيث يعطي (Bekefi) التعبيرات المصححة للمصطلح اللوغاريتمي الذي يتطابق مع حسابات التصادم الثنائي التفصيلية.

المصدر: Polarization Bremsstrahlung on Atoms, Plasmas, Nanostructures and Solids، Valeriy Astapenko‏The Physics of Plasmas، T. J. M BoydPolarization Bremsstrahlung، Andrey V. KorolPlasma Physics and Fusion Energy، Jeffrey P. Freidberg‏

شارك المقالة:

وسوم: إشعاع الكبح في البلازماالبلازماتصادم الإلكترونات الحرة

مقالات مختارة

هل تعلم

أكثر المقالات مشاهدةً