Іонний звук — хвилі в плазмі, при яких із положення рівноваги зміщуються важкі іони. Іонний звук загалом аналогічний звуковим коливанням у газах, однак має свої особливості, пов'язані з кулонівською взаємодією іонів із вільними електронами.
Швидкість іонного звуку визначається за формулою ,
де та — показники адіабати для електронів та іонів, відповідно, Z — ступінь іонізації іонів, та — електронна та іонна температури, відповідно, M — маса іонів, — стала Больцмана.
Електронна температура може відрізнятися від іонної при швидкому нагріванні плазми, при якому енергію отримують у першу чергу легкі частники — електрони, й теплова рівновага між електронною та іонною підсистемами ще не встановилася. Якщо , другий член у чисельнику під коренем малий. Показник можна вважати близьким до одиниці, оскільки процеси в електронній підсистемі відбуваються ізотермічно.
Дисперсія При збільшенні частоти звукових хвиль закон дисперсії іонного звуку набирає вигляду ,
де k — хвильове число, d — дебаївський радіус екранування.
Відношення накладає обмеження на частоту іонного звуку в плазмі. Для дуже коротких хвиль фазова швидкість прямує до нуля, при цьому відбуваються коливання іонів при непорушній електронній підсистемі плазми, зміщенню в якій перешкоджає тиск.
Див. також Магнітозвукові хвилі
Джерела