Задачи › Гармонические колебания

Плазменная частота

  1. Плазменная частота

    МОШ 2018/19, 11 кл.
    4/10

    Частоту колебаний пространственного заряда в плазме (ионизованном газе) можно определить на основании следующих модельных представлений. Имеется слой плазмы в виде прямоугольного параллелепипеда. Концентрация ионов с зарядом \(+e\) равна \(n\) и равна концентрации электронов. Ионы и электроны в слое распределены однородно. Можно считать, что слой электронов накладывается на слой ионов. Толщина слоя \(d\) много меньше других его линейных размеров. При малом смещении \(x\) (\(x \ll d\)) слоя электронов в направлении нормали к слою (рис. 1) возникают малые колебания. Определите угловую частоту \(\omega\) этих колебаний. Считайте, что однородность распределения зарядов не нарушается, концентрация не меняется, ионы (поскольку они тяжёлые) — неподвижны. Масса электрона равна \(m_e\), его заряд равен \(e\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Смещённые слои электронов и ионов образуют плоский конденсатор. Найдите поле внутри него и силу, возвращающую электроны, и запишите уравнение движения слоя.

    Ответ

    \(\omega = \sqrt{\dfrac{n e^2}{m_e\varepsilon_0}}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи