Longueur de Debye
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En physique des plasmas, la longueur de Debye, en référence au chimiste Peter Debye, est l'échelle de longueur sur laquelle les charges électriques (par exemple les électrons) écrantent le champ électrostatique dans un plasma ou un autre conducteur. Autrement dit, la longueur de Debye est la distance en dessus de laquelle une séparation significative des charges peut avoir lieu.
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[modifier] Quelques exemples
Dans l'espace, la densité d'électrons dans les plasmas est relativement faible, ce qui permet d'obtenir les ordres de grandeurs macroscopiques pour la longueur de Debye (voir table) :
| Plasma | Densité ne(m-3) |
Température des électrons T(K) |
Champ magnétique B(T) |
Longueur de Debye λD(m) |
|---|---|---|---|---|
| Décharge dans un gaz | 1016 | 4 | -- | 10-4 |
| Tokamak | 1020 | 108 | 10 | 10-4 |
| Ionosphère | 1012 | 103 | 10-5 | 10-3 |
| Magnétosphère | 107 | 107 | 10-8 | 102 |
| Noyau solaire | 1032 | 107 | -- | 10-11 |
| Vent solaire | 106 | 105 | 10-9 | 10 |
| Milieu interstellaire | 105 | 104 | 10-10 | 10 |
| Milieu intergalactique | 1 | 106 | -- | 105 |
http://www.pma.caltech.edu/Courses/ph136/yr2002/
[modifier] La longueur de Debye dans un plasma
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où:
λD est la longueur de Debye,
ε0 est la permittivité du vide,
k est la constante de Boltzmann,
qe est la charge d'un électron,
Te et Ti sont respectivement les températures des électrons et des ions,
ne est la densité d'électrons,
nij est la densité d'atomes i ayant une charge jqe
Le terme ionique est souvent négligé (lorsque la température des ions est négligeable devant celle des électrons}. La formule se simplifie alors en :
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[modifier] La longueur de Debye dans un électrolyte
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