Modélisation et simulation numérique de la génération de plasma ...

2. Physique des décharges électriquesFigure 2.1 – Classification des plasmas (tiré de [1])des forces coulombiennes intenses tendent à le ramener aussitôt vers la position d’équilibre.La masse des électrons étant très faible devant celle des ions, ils se déplacent beaucoup plusrapidement que ces derniers sous l’effet des forces électriques. On obtient donc une oscillationdes électrons autour des ions, c’est l’oscillation plasma, représentée schématiquement Figure 2.2.En supposant que les électrons n’entrent pas en collision avec les particules proches et que levolume contenant le plasma est infini, ce qui implique que le champ électrique alternatif créé parl’oscillation n’affecte pas les particules extérieures, on montre que la pulsation ω p de l’oscillationplasma s’obtient en résolvant l’équation du mouvement des ions linéarisée autour de l’état derepos. La pulsation plasma est alors :ω p =√N e e 2m e ǫ 0où m e = 9,1.10 −31 kg est la masse atomique de l’électron , e = 1,6.10 −19 C la charge élémentaireet ǫ 0 = 8,85.10 −12 m −3 kg −1 s 4 A 2 la permittivité du vide. Numériquement on a, si N e est expriméen m −3 :ω p2π = f p ≈ 9 √ N e16