I. Plasma trong điện trường
3.Sự tán xạ của các hạt mang điện
Các hạt trong plasma chỉ xảy ra tương tác Coulomb trong khối cầu DEBYE có tồn tại điện trường bao quanh điện tích. Nghĩa là các hạt tồn tại trong plasma khi chuyển động trong khối cầu DEBYE, sẽ gây ra sự tán xạ các hạt mang điện bởi tâm trường. Chẳng hạn, có một chùm hạt mang điện ‘‘bay tới’’ một điện tích đứng yên – vật tán xạ - do sự tương tác với các điện tích đứng yên mà mỗi hạt trong chùm bị lệch theo các hướng khác nhau gây ra sự tán xạ của các hạt mang tới. Sự tán xạ này được đặc trưng bởi tiết diện hiệu dụng . Đối với hạt trung hòa, sự tán xạ chỉ xảy ra sau khi va chạm đàn hồi với các hạt tán xạ và sự va chạm này xảy ra khi khoảng cách giữa các tâm quả cầu nhỏ hơn hoặc bằng tổng bán kính của hai quả cầu. Diện tích hình tròn có bán kính bằng tổng hai bán kính trên chính là tiết diện hiệu dụng tán xạ. 2 2 1 ) (R R
Một quả cầu bất kỳ bay tới và chạm vào tiết diện hiệu dụng tán xạ, nó sẽ bị lệch. Cũng có thể nó sẽ bay ngang qua và không ‘‘cảm thấy’’ sự có mặt của quả cầu tán xạ.
Đối với các hạt mang điện, sự tán xạ xảy ra không chỉ khi chúng va chạm không đàn hồi với tâm tán xạ mà còn khi đi ngang qua cách xa tâm. Điều này là do các hạt mang điện tương tác nhau qua điện trường tồn tại trong khối DEBYE. Cho nên khi nghiên cứu sự tán xạ của các hạt mang điện trong plasma, người ta phân thành 3 miền đặc trưng : miền va chạm gần, miền va chạm xa và miền ở ngoài bán kính DEBYE.
SVTH: Nguyễn Thị Bích Phượng 34 Plasma và ứng dụng của plasma Trong miền va chạm gần quỹ đạo sẽ bị cong nhiều vì lực tương tác các hạt là lớn, khi lực tương tác nhỏ thì quỹ đạo bị cong ít. Nhưng sự thay đổi cuối cùng của hướng vecto vận tốc có thể rất lớn vì sự tác dụng của lực yếu xảy ra trong một thời gian dài. Biên giới giữa miền va chạm gần và xa mang tính chất rất quy ước và bán kính DEBYE là biên giới của miền, ngoài bán kính này không có sự tương tác Coulomb giữa các hạt. Đối với các hạt
không mang điện bị tán xạ bởi tâm trường Coulomb thì không bị thay đổi và sự tán xạ này có thể khảo sát như sự va chạm đàn hồi. Vận tốc điện tích càng lớn thì tiết diện
hiệu dụng càng nhỏ và càng khó bị lệch hơn. Tiết diện hiệu dụng va chạm xa trong plasma lớn hơn gấp 10 lần tiết diện hiệu dụng va chạm gần. Nghĩa là sự va chạm xa cho tiết diện hiệu dụng lớn hơn sự va chạm gần, vì thế khi nghiên cứu người ta không tính đến va chạm gần.