स्पिट्जर प्रतिरोधकता

स्पिट्जर प्रतिरोधकता (या प्लाज्मा प्रतिरोधकता) एक प्लाज्मा (भौतिकी) में विद्युत प्रतिरोध और चालन का वर्णन करने वाली एक अभिव्यक्ति है, जिसे पहली बार 1950 में लाइमैन स्पिट्जर द्वारा तैयार किया गया था। प्लाज्मा की स्पिट्जर प्रतिरोधकता इलेक्ट्रॉन तापमान के अनुपात में घट जाती है $T_{e}^{-3/2}$.

स्पिट्जर प्रतिरोधकता का व्युत्क्रम $\eta _{\rm {Sp}}$ स्पिट्जर चालकता के रूप में जाना जाता है $\sigma _{\rm {Sp}}=1/\eta _{\rm {Sp}}$.

सूत्रीकरण

स्पिट्जर प्रतिरोधकता इलेक्ट्रॉन-आयन कूलम्ब टकराव पर आधारित विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता का शास्त्रीय मॉडल है और इसका उपयोग आमतौर पर प्लाज्मा भौतिकी में किया जाता है। स्पिट्जर प्रतिरोधकता द्वारा दिया जाता है:

$\eta _{\rm {Sp}}={\frac {4{\sqrt {2\pi }}}{3}}{\frac {Ze^{2}m_{e}^{1/2}\ln \Lambda }{\left(4\pi \varepsilon _{0}\right)^{2}\left(k_{\text{B}}T_{e}\right)^{3/2}}},$

कहाँ $Z$ नाभिक का आयनीकरण है, $e$ इलेक्ट्रॉन आवेश है, $m_{e}$ इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान है, $\ln \Lambda$ कूलम्ब लघुगणक है, $\varepsilon _{0}$ मुक्त स्थान की विद्युत पारगम्यता है, $k_{\text{B}}$ बोल्ट्जमैन का स्थिरांक है, और $T_{e}$ केल्विन में इलेक्ट्रॉन तापमान है।

सीजीएस इकाइयों में, अभिव्यक्ति इस प्रकार दी गई है:

$\eta _{\rm {Sp}}={\frac {4{\sqrt {2\pi }}}{3}}{\frac {Ze^{2}m_{e}^{1/2}\ln \Lambda }{\left(k_{\text{B}}T_{e}\right)^{3/2}}}.$

यह फॉर्मूलेशन मैक्सवेलियन वितरण मानता है, और भविष्यवाणी अधिक सटीक रूप से निर्धारित होती है :$\eta _{\rm {Sp}}^{\prime }=\eta _{\rm {Sp}}F(Z),$ जहां कारक $F(1)\approx 1/1.96$ और शास्त्रीय सन्निकटन (यानी नवशास्त्रीय प्रभाव शामिल नहीं)। $Z$ निर्भरता है:

$F(Z)\approx {\frac {1+1.198Z+0.222Z^{2}}{1+2.966Z+0.753Z^{2}}}$.

एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में (गायरोफ्रीक्वेंसी की तुलना में टकराव की दर छोटी है), वर्तमान लंबवत और चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर दो प्रतिरोधक हैं। अनुप्रस्थ स्पिट्जर प्रतिरोधकता द्वारा दिया जाता है $\eta _{\perp }=\eta _{Sp}$, जहां रोटेशन मैक्सेलियन वितरण को बनाए रखता है, प्रभावी रूप से के कारक को हटा देता है $F(Z)$.

समानांतर करंट अनमैग्नेटाइज्ड केस के बराबर है, $\eta _{\parallel }=\eta _{\rm {Sp}}^{\prime }$.

अवलोकन के साथ असहमति

See also: Magnetic reconnection § Anomalous resistivity and Bohm diffusion

प्रयोगशाला प्रयोगों और कंप्यूटर सिमुलेशन में मापन ने दिखाया है कि कुछ शर्तों के तहत, प्लाज्मा की प्रतिरोधकता स्पिट्जर प्रतिरोधकता से बहुत अधिक होती है। इस प्रभाव को कभी-कभी विषम प्रतिरोधकता या नियोक्लासिकल प्रतिरोधकता के रूप में जाना जाता है।यह अंतरिक्ष में देखा गया है और विषम प्रतिरोधकता के प्रभावों को चुंबकीय पुन: संयोजन के दौरान कण त्वरण के साथ जोड़ा जाना माना गया है। ऐसे कई सिद्धांत और मॉडल हैं जो विषम प्रतिरोधकता का वर्णन करने का प्रयास करते हैं और उनकी अक्सर स्पिट्जर प्रतिरोधकता से तुलना की जाती है।