En física del plasma , las ondas en los plasmas son un conjunto interconectado de partículas y campos que se propagan de forma periódica. Un plasma es un fluido casi neutro y eléctricamente conductor . En el caso más simple, está compuesto por electrones y una sola especie de iones positivos , pero también puede contener múltiples especies de iones, incluidos iones negativos y partículas neutras. Debido a su conductividad eléctrica , un plasma se acopla a campos eléctricos y magnéticos . Este complejo de partículas y campos sustenta una amplia variedad de fenómenos ondulatorios .
Se supone que los campos electromagnéticos en un plasma tienen dos partes, una parte estática/de equilibrio y una parte oscilante/perturbación. Las ondas en los plasmas se pueden clasificar en electromagnéticas o electrostáticas según exista o no un campo magnético oscilante. Aplicando la ley de inducción de Faraday a ondas planas , encontramos , lo que implica que una onda electrostática debe ser puramente longitudinal . Por el contrario, una onda electromagnética debe tener una componente transversal , pero también puede ser parcialmente longitudinal.
Las ondas se pueden clasificar además según las especies oscilantes. En la mayoría de los plasmas de interés, la temperatura de los electrones es comparable o mayor que la temperatura de los iones. Este hecho, junto con la masa mucho menor del electrón, implica que los electrones se mueven mucho más rápido que los iones. Un modo electrónico depende de la masa de los electrones, pero se puede suponer que los iones son infinitamente masivos, es decir, estacionarios. Un modo iónico depende de la masa del ion, pero se supone que los electrones no tienen masa y se redistribuyen instantáneamente según la relación de Boltzmann . Sólo en raras ocasiones, por ejemplo en la oscilación híbrida inferior , un modo dependerá tanto de la masa del electrón como del ion.
Los distintos modos también se pueden clasificar según se propaguen en un plasma no magnetizado o en paralelo, perpendicular u oblicuo al campo magnético estacionario. Finalmente, para ondas de electrones electromagnéticas perpendiculares, el campo eléctrico perturbado puede ser paralelo o perpendicular al campo magnético estacionario.
- frecuencia de onda , - número de onda , - velocidad de la luz , - frecuencia de plasma , - frecuencia de plasma de iones , - girofrecuencia de electrones , - girofrecuencia de iones , - frecuencia híbrida superior , - velocidad del "sonido" del plasma , - velocidad de Alfvén del plasma
(El subíndice 0 indica la parte estática del campo eléctrico o magnético y el subíndice 1 indica la parte oscilante).
