स्पिट्जर प्रतिरोधकता

स्पिट्जर प्रतिरोधकता (या प्लाज्मा प्रतिरोधकता) एक अभिव्यक्ति है जो प्लाज्मा में विद्युत प्रतिरोध का वर्णन करती 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 पर आधारित विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता का मौलिक नमूना होता है और इसका उपयोग सामान्यतः प्लाज्मा भौतिकी में किया जाता है। स्पिट्जर प्रतिरोधकता द्वारा दिया जाता है:

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

जहाँ $Z$ 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 सूत्रीकरण मैक्सवेलियन वितरण मानता है, और भविष्यवाणी अधिक त्रुटिहीन रूप से निर्धारित होती है:$\eta _{\rm {Sp}}^{\prime }=\eta _{\rm {Sp}}F(Z),$

जहां कारक $F(1)\approx 1/1.96$ और मौलिक सन्निकटन, $Z$ 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, वर्तमान लंबवत और चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर दो प्रतिरोधक होते है। अनुप्रस्थ स्पिट्जर प्रतिरोधकता द्वारा दिया जाता है $\eta _{\perp }=\eta _{Sp}$, जहां मैक्सेलियन वितरण को बनाए रखता है, प्रभावी रूप से कारक को हटा देता है $F(Z)$.

समानांतर विद्युत अचुंबकित स्थिति के बराबर है,

$\eta _{\parallel }=\eta _{\rm {Sp}}^{\prime }$.

अवलोकन के साथ असहमति

See also: चुंबकीय पुन: संयोजन § विषम प्रतिरोधकता और बोहम प्रसार

प्रयोगशाला प्रयोगों और कंप्यूटर अनुकरण में मापने से पता चलता है कि कुछ स्थितियों के अनुसार, प्लाज्मा की प्रतिरोधकता स्पिट्जर प्रतिरोधकता से बहुत अधिक होती है। इस प्रभाव को कभी-कभी विषम प्रतिरोधकता या मौलिक प्रतिरोधकता के रूप में जाना जाता है। यह देखा गया है कि विषम प्रतिरोधकता के प्रभाव को चुंबकीय पुन: संयोजन के दौरान कण त्वरण के साथ जोड़ा जाता है। ऐसे कई सिद्धांत और नमूने हैं जो विषम प्रतिरोधकता का वर्णन करने का प्रयास करते हैं और उनकी अधिकांशतः स्पिट्जर प्रतिरोधकता से तुलना की जाती है।