Кулоновские столкновения

Взаимодействие заряженных частиц осуществляется посредством электростатических кулоновских сил. Величина передаваемого импульса определяется предельным параметром , то есть расстоянием от одной частицы до невозмущённой траектории другой. Сечение , усреднённое по квадрату передаваемого импульса, определяется соотношением:

                                    ,                                           (5)
где  – расстояние ближнего взаимодействия.

Расстояние ближнего взаимодействия – это расстояние, на котором потенциальная энергия взаимодействия равна по модулю величине удвоенной кинетической энергии относительного движения.

Величину  называют кулоновским логарифмом, причем . Значение  принимают равным длине экранирования (дебаевской длине), так как на расстояниях, превосходящих её, кулоновское взаимодействие снимается электростатическим экранированием. За величину  берётся большая из двух величин: расстояние ближнего взаимодействия  или квантовомеханическая длина волны:

                                          .

Проводимость полностью ионизованной плазмы определяется кулоновским сечением рассеяния электрона на ионе. Для этого случая:

                                   ,                                          (6)
где  – масса электрона;                    
 – скорость электронов по отношению к ионам.

Подстановка этого значения в (5) даёт значение сечения , которое позволяет рассчитать эффективные частоты, время передачи импульса и проводимость плазмы.