Elektron temperatur - Electron temperature

Temperatur er en statistisk mengde. Den formelle definisjonen er T = dU / dS, endringen i indre energi med hensyn til entropyholdevolum og partikkelnummer konstant. En praktisk definisjon kommer fra det faktum at atomene, molekylene eller hva partikler i et system har en gjennomsnittlig kinetisk energi. Gjennomsnittet betyr å gjennomsnittlig over den kinetiske energien til alle partiklene i et system.

Hvis hastighetene til en gruppe elektroner , for eksempel i et plasma , følger en Maxwell – Boltzmann-distribusjon , defineres elektrontemperaturen som temperaturen for den distribusjonen. For andre fordelinger, ikke antas å være i likevekt, eller har en temperatur som er to tredjedeler av den gjennomsnittlige energi ofte referert til som den temperatur, siden det for en Maxwell-Boltzmann-fordeling med tre frihetsgrader , .

Den SI temperaturenhet er den Kelvin (K), men ved anvendelse av det ovennevnte forhold kan elektrontemperaturen blir ofte uttrykt i form av den energienhet elektronvolt (eV). Hver kelvin (1 K) tilsvarer 8.6173324 (78) × 10 −5  eV; denne faktoren er forholdet mellom Boltzmann-konstanten og elementærladningen . Hver eV tilsvarer 11 605 kelvin . Det kan beregnes av forholdet .

Elektronstemperaturen til et plasma kan være flere størrelsesordener høyere enn temperaturen til den nøytrale arten eller ionene . Dette er et resultat av to fakta. For det første varmer mange plasmakilder elektronene sterkere enn ionene. For det andre, atomer og ioner er mye tyngre enn elektronene, og energioverføring i en to-legeme kollisjon er mye mer effektiv dersom massene er de samme. Derfor skjer ekvilibrering av temperaturen veldig sakte, og oppnås ikke i løpet av observasjonens tidsområde.

Se også