全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 العربية 版。

الفيزياء · 术语表

什么是 البلازما؛ نموذج الإلكترونات الحرة？

تعريف 14.1 الفيزياء الجامعية — السنة الثانية · 第 14 章 — 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.

示例

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.

在原文中阅读 ←