I plasmaer og elektrolytter er Debye-længden (eller Debye-radiussen) den karakteristiske længde for den elektrostatiske effekt fra en elektrisk ladning pga. skærmning. Længden er opkaldt efter Peter Debye.
Længden
Den karakteristiske længde findes ud fra Gauss' lov og en antagelse om termodynamisk ligevægt mellem mediet og alle typer ladninger, samt at alle ladninger er Boltzmann-fordelt. Debye-længden er da givet ved:
hvor er den elektriske permittivitet er Boltzmanns konstant er temperaturen er elementarladningen er den enkelte type ladningsbærer er ladningstallet og er densiteten af den enkelte type, når det elektriske potential er nul. Det ses, at den falder, jo flere ladninger er i systemet, da de er skærmende. Den stiger derimod med temperatur, der introducerer mere uorden. Udtrykket kan forkortes ved at skrive
hvor er Bjerrum-længden.
Typiske værdier Plasma i rummet har typisk lav elektrondensitet, og Debye-længden kan være makroskopisk. Det er den fx i magnetosfæren, solvind, interstellart medium og intergalaktisk medium. Se også tabellen:
Plasma Densitet Elektrontemperatur Magnetfelt Debye-længde Solens kerne 1032 107 10−11 Tokamak 1020 108 10 10−4 Gas discharge 1016 104 10−4 Ionosfæren 1012 103 10−5 10−3 Magnetosfæren 107 107 10−8 102 Solvind 106 105 10−9 10 Interstellart medium 105 104 10−10 10 Intergalaktisk medium 1 106 105
Kildehenvisninger
Kategori:Elektrokemi Kategori:Plasmafysik