Физическая энциклопедия

ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАЗМЫ

-величины, характеризующие ср. кинетич. энергию компонент плазмы. В термодинамич. равновесии все компоненты имеют единую темп-ру, что соответствуетМаксвелла распределениючастиц по скоростям иБольцмана распределениюпо возбуждённым уровням. Большие различия в значениях времён релаксации для разных по массе частиц приводят к тому, что равновесные распределения Максвелла и Больц-мана для электронов и тяжёлых частиц устанавливаются гораздо быстрее, чем происходит энергообмен между ними и устанавливается единая темп-pa. Поэтому плазма характеризуется отдельно ионной и электронной темп-рами. Напр., в полностью ионизованной водородной плазме отношение времени установления электронной темп-ры к времени установления ионной и времени их выравнивания есть величины порядка


т. е, имеется существенное различие времени установленияTiИTe.

Так как источники и стоки энергии связаны с разными компонентами плазмы, а скоростипереноса процессовдля электронов и ионов отличаются на порядки величины, то значения Т. к. п.ТеиTiмогут сильно отличаться друг от друга. В частично ионизованной плазме обычноTiсовпадает с темп-рой тяжёлых частиц (атомов и молекул), Исключение составляет случай, когда массы тяжёлых частиц сильно различаются. В газовом разряде, напр., осн. источником энергии является джоулев нагрев электронов, затем энергия передаётся тяжёлым частицам и выносится на стенки и электроды.При низких давлениях, когда теп-лоперенос эффективен,Теобычно превышает темп-ру нейтральных частицTNна два порядка. С ростом давления значения Т. к. п. в разряде сближаются и в пределе устанавливается локальное термодинамич. равновесие, характеризующееся общей темп-рой.

В сильнонеравновесных ситуациях, когда ф-ции распределения компонент сильно отличаются от распределений Максвелла и Больцмана, понятием Т. к. п. также пользуются, вводя его согласно ур-нию


гдеna- концентрация,ua-ср. скорость,fa-ф-ция распределения частиц компоненты a.Если имеется значит. анизотропия ф-ций распределения (напр., в магн. поле в режиме редких столкновений), часто вводят понятия продольной и поперечной по отношению к выделенному направлению Т. к. п. однако следует учесть, что если ф-ции распределения сильно отличаются от равновесных, то они дают лишь значения ср. энергии хаотич. движения. Описание состояния плазмы с помощью Т. к. п. часто оказывается недостаточным, и для количеств. выводов обычно необходим кинетич. анализ.

Лит.см. при ст.Термодинамика низкотемпературной плазмы.

В. А. Рожанскип, Л. Д. Цендин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.