Bohmská difúze

Bohmova difúze je anomálně rychlý proces vyrovnávání koncentrace částic plazmatu ve směru kolmém na siločáry vnějšího magnetického pole . Poprvé to na základě empirických dat navrhl David Bohm v roce 1949 .

Proces difúze v magnetoaktivním plazmatu v podstatě závisí na směru, ve kterém dochází k usměrněnému pohybu částic. Při pohybu po siločarách vnějšího magnetického pole je rychlost difúze určena teplotou částic a frekvencí jejich srážek mezi sebou a s neutrálními částicemi. V příčném směru hraje významnou roli přítomnost magnetického pole, které vede ke šroubovitému pohybu částic a tím výrazně omezuje rychlost difúze. Výpočty ukazují, že difúzní koeficient napříč magnetickým polem by měl mít tvar [1]

{\displaystyle D_{\perp }=D{\frac {\nu _{ea}^{2}}{\omega _{ce}^{2))))

kde D je koeficient difúze v nepřítomnosti magnetického pole, je frekvence srážek elektronů s neutrálními atomy , je frekvence elektronu a cyklotronu ( B je magnetická indukce vnějšího magnetického pole, je hmotnost elektronu ). Difúzní koeficient je tedy nepřímo úměrný druhé mocnině magnetického pole. ${\displaystyle \nu _{ea))$ $\omega _{ce}=eB/m_{e}c$ $mě$

Experimenty však ukazují, že difúze přes magnetické pole je mnohem rychlejší. Empiricky lze vzorec pro koeficient příčné difúze zapsat jako [2]

D_{\perp }={\frac {gcT_{e}}{eB}}

kde je teplota elektronu vyjádřená v energetických jednotkách, c , e jsou rychlost světla a elementární náboj . Bezrozměrný faktor g má hodnotu řádu jednoty. Jestliže , difúzní koeficient se nazývá Bohmův. Právě v této podobě ji v roce 1949 nahrál David Bohm. Bohmův difúzní koeficient je tedy nepřímo úměrný pouze první mocnině vnějšího magnetického pole. Navíc poměr součinitele Bohmovy difúze ke součiniteli příčné difuze v důsledku srážek je [2] : $T_{e}$ $g=1/16$ $D_{B}$ ${\displaystyle D_{\nu ))$

{\frac {D_{B}}{D_{\nu }}}={\frac {g\omega _{ce}}{\nu _{ea}}}

Bohmova difúze tedy dominuje při dostatečně silných magnetických polích.

Fyzikální povaha Bohmovy difúze spočívá ve vývoji driftově disipativní nestability v plazmatu , což vede k turbulenci plazmatu . V turbulentním plazmatu jsou všechny transportní procesy urychleny.

Poznámky

↑ N. Kroll, A. Trivelpiece. § 14. Klasická a bohmovská difúze // Základy fyziky plazmatu = Principles of Plasma Physics / A. M. Dykhne. - M .: Mir, 1975. - S. 25 -28. — 525 str.
↑ 1 2 V. E. Gollant, A. P. Žilinskij, S. A. Sacharov. Základy fyziky plazmatu. - M .: Atomizdat , 1977. - S. 326. - 384 s. - 6200 výtisků.

Literatura

Bohmian šíření - Encyklopedie článku fyziky