Лангмюрівські коливання (), також лангмюрівські хвилі — електростатичні колективні коливання електронів у плазмі відносно майже нерухомого іонного фону, що відбуваються з частотою, близькою до плазмової. Є окремим випадком плазмових коливань.
Визначення Лангмюрівські коливання — це високочастотні електростатичні хвилі, у яких коливається електронна густина, тоді як іони через значно більшу масу практично не беруть участі в русі.
Фізичний механізм Механізм виникнення коливань: Зовнішнє або внутрішнє збурення зміщує електрони відносно іонів. Виникає відновлювальне електричне поле. Електрони під дією інерції проходять положення рівноваги. Формуються періодичні коливання густини та потенціалу.
Цей процес є аналогом гармонічного осцилятора для електронного газу.
Плазмова частота Основною характеристикою є плазмова частота:
де: — плазмова кутова частота; — концентрація електронів; — заряд електрона; — маса електрона; — електрична стала.
Дисперсійні властивості У холодній плазмі:
У гарячій плазмі:
де: — хвильове число; — теплова швидкість електронів.
Демпфування Ландау У реальній плазмі лангмюрівські хвилі затухають через демпфування Ландау, яке є беззіткнювальним механізмом передачі енергії від хвилі до частинок.
Збудження та нестійкості Лангмюрівські коливання можуть виникати внаслідок: електронних пучків; струмових нестійкостей; турбулентності плазми; ударних хвиль.
Спостереження Лангмюрівські хвилі спостерігаються: у сонячному вітрі; у магнітосфері Землі; у міжзоряному середовищі; за межами геліосфери.
Вони були безпосередньо виміряні космічними апаратами Voyager 1 і Voyager 2.
Історія Явище відкрив американський фізик Ірвінг Ленгмюр у 1920-х роках під час досліджень газових розрядів.
Див. також Плазмові коливання Плазма (фізика) Магнітогідродинаміка Геліосфера Плазмон
Примітки
Література Chen F. F. Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion. — Springer. Krall N. A., Trivelpiece A. W. Principles of Plasma Physics. — McGraw-Hill. Fitzpatrick R. Plasma Physics: An Introduction. — CRC Press, 2014. Boyd T. J. M., Sanderson J. J. The Physics of Plasmas. — Cambridge University Press.
Посилання
en:Langmuir wave de:Langmuir-Welle fr:Onde de Langmuir ru:Лэнгмюровские волны