Квазинейтральность плазмы

Живя на Земле, мы привыкли к телам в твёрдом, жидком или газообразном состояниях. Однако из астрофизических данных следует, что подавляющая часть вещества Вселенной находится в четвёртом состоянии вещества — плазменном.

Плазмой называется ионизированный газ с достаточно высокой концентрацией заряженных частиц, обладающий свойством квазинейтральности.

Квазинейтральная плазма — это плазма, электрически нейтральная в среднем в достаточно большом объёме или за достаточно большой промежуток времени. Величины объёмов и промежутков времени, в которых проявляется квазинейтральность, определяются пространственным и временным масштабами разделения зарядов. Квазинейтральность плазмы означает, что в достаточно большом объёме плазмы количество положительных и отрицательных частиц практически одинаково. Положительно заряженные частицы — это всегда ионы, а отрицательно заряженные — обычно электроны. В результате «прилипания» электронов к нейтральным атомам в плазме могут возникать и отрицательно заряженные ионы, но они встречаются редко и имеют второстепенное значение.

Отношение числа ионизированных атомов  к их полному числу  в том же объёме называется степенью ионизации плазмы           ():

;

;

или                                              .

В большинстве реальных случаев плазма представляет собой смесь нейтральных и заряженных частиц, при этом степень ионизации α мала. Такую систему называют слабоионизированной плазмой. Отметим, что плазмой может быть состояние, в котором 10-3.

Примеры слабоионизированной плазмы

Здесь  – концентрации электронов, ионов, нейтральных частиц;

 – температуры электронов и нейтральных частиц.