Экранированное и ван-дер-Ваальсовское взаимодействие в пылевой плазме и электролитах
Филиппов А.В.

Поступила в редакцию: 1 Сентября 2023

DOI: 10.31857/S0044451024020135

PDF (683.6K)

Рассмотрено экранированное электростатическое взаимодействие и взаимодействие Ван-дер-Ваальса нано- и микроразмерных частиц в пылевой плазме. Электростатическое взаимодействие рассмотрено на основе линеаризованного уравнения Пуассона-Больцмана для частиц как с фиксированными зарядами, равномерно распределенным по их поверхностям, так и с фиксированными электрическими потенциалами поверхности. Найденное решение задачи позволяет исследовать взаимодействие как частиц сравнимого радиуса, так и частиц сильно отличающихся размеров. В силе взаимодействия учтена осмотическая составляющая, которая в случае постоянных зарядов приводит к восстановлению равенства сил, действующих на первую и вторую частицы. Для взаимодействия Ван-дер-Ваальса учтено экранирование статических флуктуаций и запаздывание электромагнитных полей для дисперсионной части взаимодействия. На основе анализа различных выражений для геометрического фактора с учетом запаздывания электромагнитного поля предложена численно устойчивая методика расчета этого фактора. Рассчитана полная энергия взаимодействия двух заряженных пылевых частиц при характерных для пылевой плазмы параметрах плазмы: концентрации электронов и ионов от 10⁸ до 10¹² см^-3, радиусе частиц от 10 нм до 1 мкм и зарядах частиц от 10 до 10³ элементарных зарядов на микрон радиуса частиц.