Plazma fiziği nedir

Nötral bir plazmanın plazma frekansı (ω_p), plazmanın bir elektrik alana verdiği kolektif tepkinin bir ölçüsüdür. Elektron yoğunluğu \( n_e = 10^{18} \) m^-3 olan bir plazmanın plazma frekansını (rad/s cinsinden) hesaplayınız.
(Not: Elektron yükü \( e = 1.6 \times 10^{-19} \) C, elektron kütlesi \( m_e = 9.1 \times 10^{-31} \) kg ve boş uzayın elektrik geçirgenliği \( \epsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \) C²/N·m²'dir.)

Plazma frekansı, plazmadaki elektronların kendi aralarındaki Coulomb etkileşimlerinden kaynaklanan karakteristik bir salınım frekansıdır. 🌀 Formülü şudur: \( \omega_p = \sqrt{\frac{n_e e^2}{\epsilon_0 m_e}} \)

• ➡️ Adım 1: Formülde Verilenleri Yerine Koyma
  \( \omega_p = \sqrt{\frac{(10^{18}) \times (1.6 \times 10^{-19})^2}{(8.85 \times 10^{-12}) \times (9.1 \times 10^{-31})}} \)
• ➡️ Adım 2: Pay ve Paydanın Ayrı Ayrı Hesaplanması
  Pay: \( (10^{18}) \times (2.56 \times 10^{-38}) = 2.56 \times 10^{-20} \)
  Payda: \( (8.85 \times 10^{-12}) \times (9.1 \times 10^{-31}) = 8.0535 \times 10^{-42} \)
• ➡️ Adım 3: Bölme ve Karekök İşlemi
  \( \frac{2.56 \times 10^{-20}}{8.0535 \times 10^{-42}} \approx 3.178 \times 10^{21} \)
  \( \omega_p = \sqrt{3.178 \times 10^{21}} \approx 5.638 \times 10^{10} \) rad/s

✅ Sonuç: Bu plazmanın plazma frekansı yaklaşık 5.64 × 10¹⁰ rad/s'dir.