Frecuencia de Plasma Iónico

\[\omega_{pi}=\sqrt{\frac{n_i Z^2 e^2}{\varepsilon_0 m_i}}\]

Variables

omegapi[ωpi]frecuencia angular de plasma iónico (rad/s)

nidensidad numérica de iones (m⁻³)

Znúmero de carga del ion

ecarga elemental (C)

epsilon0[ε0]permitividad del vacío (F/m)

mimasa del ion (kg)

Descripción

¿Qué calcula esta fórmula?

La fórmula de frecuencia de plasma iónico calcula la frecuencia natural de oscilación de los iones en un plasma cuando son desplazados del equilibrio de carga.

Como los iones son mucho más pesados que los electrones, la frecuencia de plasma iónico normalmente es mucho menor que la frecuencia de plasma electrónico.

Cuándo se utiliza

Se utiliza para estudiar oscilaciones de plasma de baja frecuencia, dinámica iónica, ondas de plasma, comportamiento de vainas de plasma, plasmas de fusión, plasmas ionosféricos y diagnóstico de plasmas de laboratorio.

Ejemplo

Un plasma de hidrógeno ionizado simple tiene:

ni = 1×10^18 m⁻³

Z = 1

e = 1.602×10^-19 C

ε0 = 8.854×10^-12 F/m

mi = 1.673×10^-27 kg

Fórmula:

ωpi = √((ni*Z²*e²)/(ε0*mi))

Sustitución:

ωpi = √((1×10^18 × 1² × (1.602×10^-19)²)/(8.854×10^-12 × 1.673×10^-27))

Resultado:

ωpi ≈ 1.32×10^9 rad/s

Aplicaciones

- Oscilaciones de plasma iónico

- Ondas de plasma de baja frecuencia

- Análisis de plasmas de fusión

- Física de plasmas espaciales

- Modelado de plasmas ionosféricos

- Estudios de vainas de plasma

- Diagnóstico de plasmas de laboratorio