Длина Дебая

Длина по Дебаю Длина Дебая и её значение Длина Дебая (λD) — показатель электростатического эффекта носителя заряда в растворе.   С […]

Длина по Дебаю

  • Длина Дебая и её значение

    • Длина Дебая (λD) — показатель электростатического эффекта носителя заряда в растворе.  
    • С каждой длиной волны Дебая заряды становятся более экранированными, и электрический потенциал уменьшается на 1/е.  
    • Сфера Дебая — объем с радиусом, равным длине Дебая.  
  • Волновой вектор экранирования Дебая

    • Волновой вектор экранирования Дебая (kD) связан с длиной Дебая и плотностью зарядов.  
    • Для частиц с высокой плотностью и зарядом kD2 = 4πnq2/(kBT).  
  • Длина Томаса–Ферми и волновой вектор Томаса–Ферми

    • Аналогичные величины при очень низких температурах известны как длина Томаса–Ферми и волновой вектор Томаса–Ферми.  
    • Они важны для описания поведения электронов в металлах при комнатной температуре.  
  • Физическое происхождение длины Дебая

    • Длина Дебая возникает при термодинамическом описании больших систем подвижных зарядов.  
    • В системе N зарядов каждый заряд qj имеет концентрацию nj(r).  
    • Уравнение Пуассона-Больцмана описывает распределение зарядов и потенциал.  
  • Уравнение Дебая–Хюккеля

    • Линеаризованное уравнение Пуассона-Больцмана дает уравнение Дебая–Хюккеля.  
    • Длина Дебая–Хюккеля λD = (εkBT/∑nj0qj2)1/2.  
  • Дебаевское экранирование

    • Потенциал внешнего точечного заряда экспоненциально экранируется на расстоянии, равном длине Дебая.  
    • Длина Дебая может быть выражена через длину Бьеррума.  
  • Дебаевское экранирование в плазме

    • В плазме со слабыми столкновениями экранирование Дебая важно для конечного коэффициента диффузии.  
    • В неизотермической плазме длина Дебая зависит от температур электронов и ионов.  
  • Квазинейтральная холодная плазма

    • В квазинейтральной холодной плазме длина Дебая зависит только от температуры электронов.  
  • Дебаевская длина в космической плазме

    • В космической плазме дебаевская длина может достигать макроскопических значений.  
    • Примеры: магнитосфера, солнечный ветер, межзвездная и межгалактическая среда.  
  • Дебаевская длина в растворе электролита

    • В электролите длина Дебая обозначается символом κ−1.  
    • Формула: κ−1 = εrε0kBT/2e2I.  
    • Альтернативные формулы: κ−1 = εrε0RT/2F2C0 или κ−1 = 1/8πλBNA×10−24I.  
    • Для деионизированной воды при pH=7 и комнатной температуре λB ≈ 1 мкм.  
  • Дебаевская длина в полупроводниках

    • Дебаевская длина важна при моделировании твердотельных устройств.  
    • Формула: LD = εkBT/q2Ndop.  
    • Когда профили легирования превышают дебаевскую длину, основные носители ведут себя иначе.  
    • Измерение профиля градиентов легирования позволяет получить «эффективный» профиль.  
  • Дополнительные понятия

    • Длина Бьеррума  
    • Эффект Дебая–Фалькенхагена  
    • Плазменные колебания  
    • Экранирующий эффект  

Полный текст статьи:

Длина Дебая

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх