En la física del plasma , las ondas en los plasmas son un conjunto interconectado de partículas y campos que se propagan de forma periódica y repetitiva. Un plasma es un fluido eléctricamente conductor casi neutro . En el caso más simple, está compuesto de electrones y una única especie de iones positivos , pero también puede contener múltiples especies de iones, incluidos iones negativos, así como 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/de perturbación. Las ondas en plasmas se pueden clasificar como electromagnéticas o electrostáticas según haya o no un campo magnético oscilante. Aplicando la ley de inducción de Faraday a las ondas planas , encontramos , lo que implica que una onda electrostática debe ser puramente longitudinal . Una onda electromagnética, por el contrario, debe tener un componente transversal , pero también puede ser parcialmente longitudinal.
Las ondas se pueden clasificar además por las especies oscilantes. En la mayoría de los plasmas de interés, la temperatura del electrón es comparable o mayor que la temperatura del ion. 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 de acuerdo con la relación de Boltzmann . Solo en raras ocasiones, por ejemplo en la oscilación híbrida inferior , un modo dependerá tanto de la masa del electrón como de la del ion.
Los distintos modos también pueden clasificarse según se propaguen en un plasma no magnetizado o en paralelo, perpendicular u oblicuo al campo magnético estacionario. Por último, en el caso de las ondas electromagnéticas electrónicas 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 del plasma , - frecuencia del plasma iónico , - girofrecuencia del electrón , - girofrecuencia iónica , - frecuencia híbrida superior , - velocidad del "sonido" del plasma , - velocidad de Alfvén del plasma
(El subíndice 0 denota la parte estática del campo eléctrico o magnético, y el subíndice 1 denota la parte oscilante).
