I plasmaer og elektrolytter er Debye-længden (eller Debye-radiussen) den karakteristiske længde for den elektrostatiske effekt fra en elektrisk ladning pga. skærmning. Længden er opkaldt efter Peter Debye.
Længden
Den karakteristiske længde findes ud fra Gauss' lov og en antagelse om termodynamisk ligevægt mellem mediet og alle typer ladninger, samt at alle ladninger er Boltzmann-fordelt. Debye-længden er da givet ved:
hvor
- er den elektriske permittivitet
- er Boltzmanns konstant
- er temperaturen
- er elementarladningen
- er den enkelte type ladningsbærer
- er ladningstallet
- og er densiteten af den enkelte type, når det elektriske potential er nul.
Det ses, at den falder, jo flere ladninger er i systemet, da de er skærmende. Den stiger derimod med temperatur, der introducerer mere uorden. Udtrykket kan forkortes ved at skrive
hvor er Bjerrum-længden.
Typiske værdier
Plasma i rummet har typisk lav elektrondensitet, og Debye-længden kan være makroskopisk. Det er den fx i magnetosfæren, solvind, interstellart medium og . Se også tabellen:
Plasma | Densitet ne(m−3) | Elektrontemperatur T(K) | Magnetfelt B(T) | Debye-længde λD(m) |
---|---|---|---|---|
Solens kerne | 1032 | 107 | — | 10−11 |
Tokamak | 1020 | 108 | 10 | 10−4 |
Gas discharge | 1016 | 104 | — | 10−4 |
Ionosfæren | 1012 | 103 | 10−5 | 10−3 |
Magnetosfæren | 107 | 107 | 10−8 | 102 |
Solvind | 106 | 105 | 10−9 | 10 |
Interstellart medium | 105 | 104 | 10−10 | 10 |
1 | 106 | — | 105 |
Kildehenvisninger
- Debye, Peter; Hückel, Erich (1923). "Zur Theorie der Elektrolyte. I. Gefrierpunktserniedrigung und verwandte Erscheinungen" (PDF). (tysk). 24 (9): 185-206. (PDF) fra originalen 4. juni 2020. Hentet 22. januar 2020.
- Kardar, Mehran (2013), Lecture Notes (PDF) (engelsk), Massachusetts Institute of Technology, s. 33-35, hentet 18. januar 2020
- Kip Thorne (2012). "Chapter 20: The Particle Kinetics of Plasma" (PDF). APPLICATIONS OF CLASSICAL PHYSICS. fra originalen 25. august 2017. Hentet 7. september 2017.
wikipedia, dansk, wiki, bog, bøger, bibliotek, artikel, læs, download, gratis, gratis download, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, billede, musik, sang, film, bog, spil, spil, mobile, Phone, Android, iOS, Apple, mobiltelefon, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, sonya, mi, PC, web, computer