О модификации метода ограниченного орбитального движения для учета поляризационных эффектов в процессе зарядки пылевых частиц в плазме
Ключевые слова:
Пылевая плазма, Метод ограниченного орбитального движенияАннотация
Известно, что метод ограниченного орбитального движения в применении к пылевой плазме предполагает, что частицы плазменной среды, а именно электроны и ионы, поглощаются пылинками независимо. В классическом варианте метода ограниченного орбитального движения также считается, что взаимодействие заряженных частиц плазмы с пылинкой является чисто кулоновским, а это означает полное пренебрежение эффектами экранировки поля. Подобное рассмотрение становится возможным, если размер пылевых частиц много меньше характерного радиуса экранирования, который в свою очередь много меньше длин свободного пробега электронов и ионов в плазме. В этом случае только использование законов сохранения энергии и момента импульса позволяет рассчитать сечения поглощения электронов и ионов пылевой частицей. В данной работе предпринята попытка учесть эффекты поляризации самой пылинки при ее взаимодействии с частицами плазмы, и показано, что знание законов сохранения энергии и момента импульса уже недостаточно. Продемонстрировано, что сечение поглощения электронов и ионов плазмы пылинкой определяется условием равенства кинетической энергии налетающих частиц и максимума эффективной потенциальной энергии их взаимодействия.Библиографические ссылки
1 Mott-Smith H.M., Langmuir I. The theory of collectors in gaseous discharges// Phys. Rev. – 1926. – Vol. 28. – P. 727.
2 Al’pert Ya.L., Gurevich A.V., Pitaevskii L.P., Space Physics with Artificial Satellites (Plenum Press, New York, 1965).
3 Laframboise J. Theory of Spherical and Cylindrical Langmuir Probes in a Collisionless, Maxwellian Plasma at Rest, Technical Report, Toronto University (Institute for Aerospace Studies, 1966)
4 Willis C.T.N., Coppins M., Bacharis M., Allen J. E. The effect of dust grain size on the floating potential of dust in a collisionless plasma// Plasma Sources Sci. Technol. – 2010. – Vol. 19. – P. 065022.
5 Delzanno G.L., Camporeale E., Moulton J.D., Borovsky J.E., MacDonald E.A., Thomsen M. CPIC: A Curvilinear Particle-in-Cell Code for Plasma–Material Interaction Studies// IEEE Trans. Plasma Sci. – 2013. – Vol. 41. – P. 3577.
6 Tang X.-Z., Delzanno G.L. Orbital-motion-limited theory of dust charging and plasma response// Phys. Plasmas – 2014. – Vol. 21. – P. 123708.
7 Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А., Молотков В.И., Петров О.Ф. Пылевая плазма// УФН – 2004. – Том 174. – С. 495.
8 Саранин В.А. О взаимодействии двух электрически заряженных проводящих шаров// УФН – 1999. – Том 169. – С. 453.
2 Al’pert Ya.L., Gurevich A.V., Pitaevskii L.P., Space Physics with Artificial Satellites (Plenum Press, New York, 1965).
3 Laframboise J. Theory of Spherical and Cylindrical Langmuir Probes in a Collisionless, Maxwellian Plasma at Rest, Technical Report, Toronto University (Institute for Aerospace Studies, 1966)
4 Willis C.T.N., Coppins M., Bacharis M., Allen J. E. The effect of dust grain size on the floating potential of dust in a collisionless plasma// Plasma Sources Sci. Technol. – 2010. – Vol. 19. – P. 065022.
5 Delzanno G.L., Camporeale E., Moulton J.D., Borovsky J.E., MacDonald E.A., Thomsen M. CPIC: A Curvilinear Particle-in-Cell Code for Plasma–Material Interaction Studies// IEEE Trans. Plasma Sci. – 2013. – Vol. 41. – P. 3577.
6 Tang X.-Z., Delzanno G.L. Orbital-motion-limited theory of dust charging and plasma response// Phys. Plasmas – 2014. – Vol. 21. – P. 123708.
7 Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А., Молотков В.И., Петров О.Ф. Пылевая плазма// УФН – 2004. – Том 174. – С. 495.
8 Саранин В.А. О взаимодействии двух электрически заряженных проводящих шаров// УФН – 1999. – Том 169. – С. 453.
Загрузки
Опубликован
2015-10-24
Выпуск
Раздел
Физика плазмы
