جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الفيزياء · المسرد

ما معنى البلازما؛ نموذج الإلكترونات الحرة؟

تعريف 14.1 الفيزياء الجامعية — السنة الثانية · الفصل 14 — الأمواج الكهرمغناطيسية في البلازما والنواقل والعوازل

البلازما غاز متعادل إجمالًا من إلكترونات حرة (كثافتها nn، وكتلتها mm، وشحنتها −e-e) وشوارد موجبة، وهي، لكونها أثقل بآلاف المرات، تُؤخذ ثابتة. وأعالي الجو (أي الأيونوسفير، و n∼1011n \sim 10^{11}–101210^{12} m−3^{-3})، وأنبوب تفريغ، وإكليل الشمس، و — عند التواترات الضوئية — إلكترونات ناقلية معدن، كلها بلازما. وتُهمَل التصادمات (فدور الموجة قصير بالقياس إلى الزمن بين تصادمين). وتواترها المميز هو تواتر البلازما

ωp=ne2ε0m,fp=ωp2π≈9 Hz×n [m−3]:\omega_p = \sqrt{\frac{ne^2}{\varepsilon_0m}} , \qquad f_p = \frac{\omega_p}{2\pi} \approx 9\,\text{Hz}\times\sqrt{n\,[\text{m}^{-3}]} :

أي 3 MHz3\,\mathrm{MHz} إلى 9 MHz9\,\mathrm{MHz} للأيونوسفير، و 2×1015 Hz2 \times 10^{15}\,\mathrm{Hz} (فوق بنفسجي) في المعدن.

على اليمين: علاقة تبدد بلازما — فلا انتشار دون _p، وقطع زائد يقترب من خط الضوء فوقه. وعلى اليسار: الأمواج القصيرة دون تواتر البلازما يعكسها الأيونوسفير فتقفز حول الأرض؛ وأما التواترات الأعلى فتفلت إلى الفضاء. على اليمين: علاقة تبدد بلازما — فلا انتشار دون _p، وقطع زائد يقترب من خط الضوء فوقه. وعلى اليسار: الأمواج القصيرة دون تواتر البلازما يعكسها الأيونوسفير فتقفز حول الأرض؛ وأما التواترات الأعلى فتفلت إلى الفضاء.
على اليمين: علاقة تبدد بلازما — فلا انتشار دون ωp\omega_p، وقطع زائد يقترب من خط الضوء فوقه. وعلى اليسار: الأمواج القصيرة دون تواتر البلازما يعكسها الأيونوسفير فتقفز حول الأرض؛ وأما التواترات الأعلى فتفلت إلى الفضاء.

أمثلة

مثال 14.4 (الأيونوسفير والراديو)

مع n=1×1012 m−3n = 1 \times 10^{12}\,\mathrm{m}^{-3} في الطبقة F يكون fp=9 MHzf_p = 9\,\mathrm{MHz}: فبثوث الموجة القصيرة دونه تنعكس (ويمكن أن تقفز حول الأرض بين الأيونوسفير والأرض)، وأما التضمين الترددي (100 MHz100\,\mathrm{MHz}) والتلفزة ووصلات السواتل فتمرّ. وموجة عند 3 MHz3\,\mathrm{MHz} لا تنفذ إلا 1/κ=c/ωp2−ω2=6 m1/\kappa = c/\sqrt{\omega_p^2 - \omega^2} = 6\,\mathrm{m} في الطبقة قبل أن تعود. ومركبة فضائية تعود إلى الجو تُغلَّف ببلازما n∼1018n \sim 10^{18} m−3^{-3} و fp∼10 GHzf_p \sim 10\,\mathrm{GHz}: فيُفقد الاتصال الراديوي دقائق.

اقرأ في الفصل ←