ISSN:
0392-6737
Keywords:
Electrical phenomena in gases
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Physics
Description / Table of Contents:
Riassunto Facendo ricorso ad appropriate distribuzioni angolari relative allo scattering elastico ed anelastico di elettroni da parte degli atomi di un conveniente gas modello, è stato studiato l’effetto che processi di collisione elastici e/o anelastici anisotropi hanno su distribuzione elettronica delle velocità e corrispondenti parametri macroscopici, nonché sulle variazioni che dette grandezze macroscopiche subiscono quando viene elevato l’ordine di approssimazione. Lo studio è stato reso possibile dall’uso di una nuova tecnica che permette la soluzione dell’equazione di Boltzmann ad elevati ordini di approssimazione con un’opportuna espansione in polinomi di Legendre della distribuzione delle velocità. È stato così possibile osservare che grandi variazioni sia della distribuzione delle velocità che delle grandezze macroscopiche si hanno allorché si passa da scattering isotropo a scattering marcatamente in avanti nelle collisioni elastiche o in entrambi i tipi d’urto. La simultanea azione delle due anisotropie porta ad una pronunciata amplificazione dell’effetto mentre lo scattering all’indietro produce cambiamenti meno importanti. È stato anche messo in luce come l’effetto dipenda dall’energia persa negli urti anelastici e come esso generalmente aumenti considerevolmente se la perdita anelastica decresce. Viene anche data una interpretazione fisica dell’effetto prodotto dall’anisotropia dello scattering in termini delle azioni competitive del campo e degli urti e dei riflessi che lo scattering anisotropo ha sulla struttura della gerarchia di equazioni che descrivono il comportamento elettronico.
Abstract:
Резюме Используя соответствующие угловые распределения для упругого и неупругого рассеяния электронов на атомах газа, для обычной модельной плазмы исследуется влияние процессов неизотропных упругих и/или неупругих соударений на распределение электронов по скоростям и на соответствующие макроскопические величины, а также их изменение при увеличении порядка аппроксимации. При исследовании используется новая техника решения уравнения Больцмана в соответствующих порядках аппроксимации, основанная на разложении по полиномам Лежандра функции распределения электронов по скоростям. Получено, что больщие изменения функции распределения и соответствующих макроскопических величин возникают при переходе от изотропного рассеяния к узким угловым распределениям рассеяния вперед в упругих соударениях или в обоих типах процесса соударения. Одновременное действие двух анизотропий приводит к заметному усилению эффекта, тогда как рассеяние назад вызывает менее существенные изменения. Эффект значительно увеличивается при уменьшении энергетических потерь в неупругом соударении. Предлагается микрофизическая интерпретация влияния неизотропного рассеяния в терминах конкурирующих процессов ускорения полем и столкновительной диссипации, которые изменяются за счет неизотропного рассеяния, а также изменений структуры иерархии уравнений, описывающих поведение электронов.
Notes:
Summary By using appropriate angular distributions for elastic and inelastic scattering of electrons with gas atoms, the effect of nonisotropic elastic and/or inelastic collision processes on electron velocity distribution and corresponding macroscopic quantities, and also on their variations when increasing the approximation orders, is studied for a convenient model plasma. The study is made possible by the use of a new technique for the solution of the Boltzmann equation at elevated orders of approximation based on an appropriate Legendre polynomial expansion of the velocity distribution function. It is found that large variations of the distribution function and relevant macroscopic quantities occur when passing from isotropic scattering to narrow angular distributions of forward scattering in elastic collisions or in both kinds of collision processes. The simultaneous action of the two anisotropies leads to a pronounced amplification of the effect while backward scattering produces less important changes. The effects remarkably increase when decreasing the energy loss per inelastic collision. A microphysical interpretation of the impact of nonisotropic scattering is given in terms of the competing actions of field acceleration and collisional dissipation, which is modified by nonisotropic scattering, and of the reflections on the structure of the hierarchy of equations describing the electron behaviour.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02455865
Permalink