Die Plasmagrenzschicht bei kleinen freien Weglängen

Zusammenfassung

Mit der vorliegenden Untersuchung über die Ladungs- und Potentialverhältnisse in unmittelbarer Umgebung einer Wand im Kontakt mit einem quasineutralen Plasma wird die Langmuirsche Schichtvorstellung mit der Theorie der ambipolaren Diffusion verknüpft. Die strenge Berücksichtigung der negativen und der positiven Ladungsverteilung in der Plasmagrenzschicht, die sich notwendigerweise vor einer solchen Wand ausbildet, führt unter der einzigen, experimentell wohlgesicherten Voraussetzung, daß die Elektronen auch bei schwachen Strömen noch im statistischen Gleichgewicht mit dem (abstoßenden) Feld der Wandladung stehen, zu einer fundamentalen Plasmakonstantenα, deren Quadrat das Verhältnis von mittlerer Teilchenenergie zur mittleren Feldenergie in der Volumeneinheit eines isothermen Plasmas im stationären Zustand angibt und die mit Hilfe der II. Painlevéschen Transzendenten exakt berechnet werden kann. Es ergeben sich wichtige Folgerungen auch für die stationäre Verteilung der Ladungsträger im Innern des Plasmas.