少し一般の場合
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2019/06/15 14:15 UTC 版)
イオンの荷電が Z 価で、イオンの温度 Ti と電子の温度 Te とが異なる場合は、イオン成分と電子成分のそれぞれに対してデバイ長 λDi と λDe が λ D i = ε 0 k B T i n i ( Z e ) 2 , λ D e = ε 0 k B T e n e e 2 {\displaystyle \lambda _{\mathrm {Di} }={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}k_{\mathrm {B} }T_{\mathrm {i} }}{n_{\mathrm {i} }(Ze)^{2}}}},~\lambda _{\mathrm {De} }={\sqrt {\frac {\varepsilon _{0}k_{\mathrm {B} }T_{\mathrm {e} }}{n_{\mathrm {e} }e^{2}}}}} と定義され（ここで Zni = ne）、それらを用いて全体のデバイ長 λD が 1 λ D 2 = 1 λ D i 2 + 1 λ D e 2 = ( Z e ) 2 n i ε 0 k B T i + e 2 n e ε 0 k B T e {\displaystyle {\frac {1}{\lambda _{\mathrm {D} }^{2}}}={\frac {1}{\lambda _{\mathrm {Di} }^{2}}}+{\frac {1}{\lambda _{\mathrm {De} }^{2}}}={\frac {(Ze)^{2}n_{i}}{\varepsilon _{0}k_{\mathrm {B} }T_{\mathrm {i} }}}+{\frac {e^{2}n_{\mathrm {e} }}{\varepsilon _{0}k_{\mathrm {B} }T_{\mathrm {e} }}}} と表される。これからデバイ長ではより低温の成分の寄与が大きいことが解る。これは高温成分の粒子は運動エネルギーが大きいため、電場があってもその運動への影響が小さく、電場を遮蔽するように分布を変化させることが少ないためである。従って Ti ≪ Te の場合は、ゆっくりした現象でのデバイ遮蔽へはイオンの寄与が大きい。しかし、電子が主役を演ずる速い現象ではイオンはそれに追随できないので電子自身による遮蔽が支配的になり、λD 〜 λDe となる。
※この「少し一般の場合」の解説は、「デバイ長」の解説の一部です。
「少し一般の場合」を含む「デバイ長」の記事については、「デバイ長」の概要を参照ください。
- 少し一般の場合のページへのリンク
