В пространстве, занятом
движущейся средой, задано электрическое поле 
 и
магнитное поле 
. При этом предполагается, что 
 и 
 определяются
как внешними полями, так и зарядами и токами в самой среде.
          Уравнение движения,
соответствующее  компоненте 
 может быть записано в
виде
          
                                            (4.24)
Здесь 
 есть
объемная электромагнитная сила , а 
 ─ сила, действующую на
единицу объема 
- й компоненты со стороны частиц 
-той компоненты.
Определим силу, действующую на каждую из компонент, возникающую за счет столкновений частиц этой компоненты с частицами другой компоненты, следующим образом:
          
                                                                 (4.25)
где 
 ─ число
частиц 
-го сорта в единице объема, 
 ─ среднее время между столкновениями
частиц 
-го сорта с частицами 
- го сорта, за которое частица 
-го сорта теряет в среднем импульс 
. Обычно в качестве 
 выбирается
величина
          
(
 ─
средняя скорость частиц 
-й компоненты
относительно 
-й компоненты), которая соответствует
средней потере импульса при  упругом столкновении двух частиц 
, движущихся с относительной скоростью 
 в предположении изотропности рассеяния.
Согласно неравенству (4.20), для электронного газа
          ![]()
а для ионного и нейтрального газов
          
где 
 ─
импульс частиц  
-го газа относительно частиц 
- го газа.
          Теперь легко написать
уравнение движения для каждой из компонент среды. Пусть 
 ─
скорость движения всей среды, 
 ─ скорость движения
ионного относительно среды, 
 ─ скорость движения
электронного относительно ионного газа. Скорость движения нейтрального газа
определяется через скорость среды и скорости ионного газа и  электронного газа
по формуле
          
.                                                                        (4.26)
При выводе этого соотношения
считается, что скорость элемента среды совпадает со скоростью его центра масс,
и используется неравенство (4.20). Последний член оставлен, несмотря на малую
массу электрона, в связи с тем, что может оказаться 
. Коме
того. Здесь и всюду в дальнейшем считается, что
          
.                                                                                                   (4.27)
Так как значительные концентрации
объемного заряда не могут возникнуть при отсутствии специальных внешних
условий. В связи с этим членами 
 всюду пренебрегаем по
отношению к членам ~1. Условие (4.27) не равносильно предположению об
отсутствии пространственного заряда, т.к. малое превышение числа электронов над
числом ионов может дать заметный вклад в силу, действующую на среду со стороны
электрического поля 
 и в плотность тока за счет
переноса зарядов вместе со средой.
          Так как средний импульс
электронов относительно ионов равен 
, а относительно
нейтральных частиц
 
          ,
то уравнение движения электронного газа можно записать в виде
          
           (4.28)
Импульс ионов относительно нейтральных частиц равен
          
Используя это выражение, запишем уравнение движения ионного газа
          
                        (4.29)
В уравнениях  (4.28) и (4.29) 
 -
соответственно время между столкновениями электронов с ионами, ионов с
нейтральными частицами и электронов с нейтральными частицами. Вместо уравнения
движения нейтрального газа будем пользоваться уравнением смеси в целом, которое
является следствием уравнения движения нейтрального газа и уравнений (4.28), (4.29),
(4.20) и (4.22):
          
                          (4.30)
Здесь мы воспользовались определением плотности тока
          
и неравенством (4.27).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.