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2018년 4월 10일 화요일

[플라즈마 물리]F.F. Chen Problem 1.5 Solution Debye Shielding

Problem In a strictly steady state situation both the ions and the electrons will follow the Boltzmann relation

ni=n0eqiϕKTi

For the case of an infinite, transparent grid charged to a potential ϕ, show that the shielding distance is then given approximately by

λ2D=ne2ϵ0(1KTe+1KTi)

Answer

E=ρϵ0=eϵ0(nine)=eϵ0n0(eeϕKTieeϕKTe)=eϵ0n0(1eϕKTi1eϕKTe)d2ϕdx2=e2n0ϵ0(1KTi+1KTe)ϕ

Hence,

1λ2D=e2n0ϵ0(1KTi+1KTe)

λD=(ϵ0KTeTine2(Ti+Te))

  • Ti<<TeλD(ϵ0KTine2)

  • Te<<TiλD(ϵ0KTene2)

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