В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
ФормулаСахá
Для свободных электронов:
объём на один электрон, V = 1/ne
Формула Сахá
K(T) – константа равновесия
Степеньионизации В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
см-3
в классической идеальной плазме
α = 0.5 при T = T* << I !!!
переход к сильно ионизированной плазме происходит очень быстро,
на T << T |
!!! |
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
Комментарии квыводу
• При α ~ 0.5 |
имеем |
|
e−I T |
~ n λ3 |
|
, откуда |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 d −B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T* |
~ |
1 |
|
|
|
|
~ |
|
|
|
1 |
|
|
|
. |
|
||||||||||
|
I |
|
ln (n0λd3−B ) |
|
ln (параметр классичности) |
|
||||||||||||||||||||
• При T ~ T* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
ε |
|
|
|
− I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3/ 4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
w2 |
|
= exp |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
~ exp − |
3 |
|
I |
~ |
n |
λ3 |
−B ) |
1, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
w1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
4 T* |
( 0 |
d |
|
||||||||||||||
число электронов на возбужденных уровнях атома водорода малó по параметру классичности → пренебрежение ими оправданно. Электрон с большей вероятностью переходит на один из многих уровней непрерывного спектра, нежели на возбужденный уровень.
• Для сложных атомов равновесная степень ионизации находится аналогично, но с учётом существования многих (в том числе и вырожденных) уровней:
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
Корональное равновесиее
Редкая, оптически прозрачная плазма
пример: солнечная корона
Основные процессы:
ионизация электронным ударом 
фоторекомбинация тройная рекомбинация и фотоионизация незначительны
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
Корональноеравновесие (2)(2)
Редкая, оптически прозрачная плазма
ионизация электронным ударом |
фоторекомбинация |
прямой процесс |
обратный процесс |
ω
Динамика числа электронов:
Степень ионизации (формула Эльверта):
Корональное равновесие: степень ионизации не зависит от плотности!
СравнениемоделейВ.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
Сравнение равновесий по Саха и коронального – ионы углерода
?
Если в плазме на самом деле реализуется другой тип равновесия, то результат обработки измерений даст сильную ошибку.
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 2
Некоторыедругиеэлементарные процессыпроцессы
• Перезарядка |
H + H + |
- резонансная перезарядка, если частицы одного сорта
- нерезонансная перезарядка, если частицы разного сорта
• Ионизация ионами и тройная рекомбинация |
H + H + |
• Многоступенчатая (каскадная) ионизация
H +e H* +e, H* + e
• Туннельная (многофотонная) ионизация
H + + H
H + + e + H +
H + + e + e
H + N ω H + + e , ω I