ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА МАКРОЧАСТИЦ НА ИХ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ПЛАЗМЕ
Филиппов А.В.

Received: April 7, 2009

PACS: 52.27.Lw, 41.20.Cv

DJVU (187.8K)

PDF (454.9K)

Рассмотрено электростатическое взаимодействие двух сферических макрочастиц в плазме. Основное внимание уделено изучению взаимодействия на малых расстояниях, когда на передний план выходят эффекты поляризации поверхностного заряда макрочастиц конечного размера. В первой части исследовано взаимодействие точечного заряда с проводящей сферой в равновесной плазме. Показано, что присутствие плазмы приводит к снижению потенциального барьера при сближении двух одноименно заряженных макрочастиц и это снижение оказывается наиболее существенным в случае, когда радиус макрочастицы сравним с дебаевским радиусом экранирования. Во второй части проведено исследование взаимодействия двух проводящих сфер в бисферической системе координат в предположении постоянства их зарядов и в предположении постоянства их поверхностных потенциалов. Второй случай более близок к физике электростатического взаимодействия двух макрочастиц в плазменной среде, в которой электростатический потенциал их поверхности определяется плавающим потенциалом плазмы. Показано, что потенциалы взаимодействия в этих двух случаях сильно различаются, причем в случае постоянных зарядов энергия электростатического поля является потенциалом взаимодействия, а в случае макрочастиц с постоянными, независящими от межчастичного расстояния потенциалами поверхности - нет. В последнем случае необходим учет работы внешних источников по поддержанию потенциалов макрочастиц постоянными. В результате рассмотрения силы взаимодействия на основе максвелловского тензора натяжений установлен вид потенциала взаимодействия и для этого случая. В третьей части взаимодействие двух макрочастиц рассмотрено в сферической системе координат и получены аналитические выражения для потенциалов взаимодействия как для случая постоянных зарядов, так и случая постоянных потенциалов поверхности.