Plasmavõnked

Plasmavõnked (nimetatakse ka Langmuir'i laineteks, Ameerika füüsiku ja keemiku Irving Langmuir'i järgi) on kiired muutused laengujaotuses, mis on tingitud elektronide võnkumisest kulonilises väljas. Ühe elektroni väikene kõrvalekalle oma tasakaaluasendist elektriväljas kutsub esile ka fluktuatsioone ülejäänud elektronide paiknemises. Resultaadina hakkavad elektronid resonantssagedusel võnkuma. Seda sagedust nimetatakse ka plasmasageduseks ja see avaldub:

$\omega _{p}={\sqrt {\frac {n_{e}q^{2}}{m^{*}\varepsilon _{0}}}}$ $\left[rad/s\right]$ (SI ühikud), kus

$n_{e}$ - elektronide kontsentratsioon

$q$ - elementaarlaeng

$m$ - elektroni mass

$\varepsilon _{0}$ - vaakumi dielektriline läbitavus

Asendanud konstantide vastavad väärtused avaldisse, saame:

$\omega _{p}\approx {56,4{\sqrt {n_{e}}}}$ (rad/s).

Teades võnke- ja ringsageduse vahelist seost: $f=\omega /2\pi$, saab plasmasagedust väljendada ka järgnevalt:

$f_{p}\approx 8,97{\sqrt {n_{e}}}$ (Hz)

Plasmasagedus sõltub ainult elektronide kontsentratsioonist ja on plasmat iseloomustav suurus. Elektronide võnkeperiood ehk plasmasagedus määrab ajavahemiku, mille jooksul elektron suudab reageerida elektromagnetvälja muutustele. Kuivõrd ioonide massid on mitu suurusjärku suuremad elektroni massist, siis ioonid praktiliselt ei liigu ja neid võib sellisel puhul paigalseisvateks lugeda. Juhul, kui välise elektromagnetlaine sagedus $\omega >\omega _{p}$, siis elektriväli ei mõjuta plasma elektrone ning väline laine laine läbib plasma. Kui aga $\omega <\omega _{p}$, siis võib selline laine tungida plasmasse maksimaalselt sügavuseni, mis on võrdne Debye raadiusega.