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3 • Phénomènes collectifs
E a
E a
E c
Figure 3.1 Écrantage électrique.
charges sur des distances supérieures à une échelle de longueur L et, pour des processus dynamiques, plus lents qu’une échelle de temps T . Une telle neutralité, dans un
volume supérieur à L
3 et pour une durée supérieure à T est appelée quasi-neutralité
car pour des volumes inférieurs à L
3 et une dynamique plus rapide que T une séparation de charges et un champ électrique peuvent apparaître.
Sur la base de cette définition de la quasi-neutralité, il convient maintenant d’identifier les deux échelles caractéristiques mésoscopiques L et T . Ces deux échelles
caractéristiques sont en fait universelles pour tous les plasmas : ce sont la longueur
de Debye et la fréquence de Langmuir ou fréquence plasma. La quasi-neutralité se
décline aussi en terme d’écrantage électrique et magnétique et la quantification de
ces phénomènes d’écrantage débouche sur les mêmes échelles caractéristiques de
temps et longueur L et T .
B a (t)
B c
B a
Figure 3.2 Écrantage magnétique.
Considérons un système de charges libres, globalement neutre, et appliquons un
champ généré par des sources extérieures E a (Figure 3.1). La force de coulomb
crée une séparations de charges et cette séparation est la source d’un champ, d’origine interne, E c . Un équilibre électrostatique est atteint lorsque E a + E c ≈ 0. Le
champ appliqué est ainsi écranté ; la description complète de ce processus passe par
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
3 • Phénomènes collectifs
E a
E a
E c
Figure 3.1 Écrantage électrique.
charges sur des distances supérieures à une échelle de longueur L et, pour des processus dynamiques, plus lents qu’une échelle de temps T . Une telle neutralité, dans un
volume supérieur à L
3 et pour une durée supérieure à T est appelée quasi-neutralité
car pour des volumes inférieurs à L
3 et une dynamique plus rapide que T une séparation de charges et un champ électrique peuvent apparaître.
Sur la base de cette définition de la quasi-neutralité, il convient maintenant d’identifier les deux échelles caractéristiques mésoscopiques L et T . Ces deux échelles
caractéristiques sont en fait universelles pour tous les plasmas : ce sont la longueur
de Debye et la fréquence de Langmuir ou fréquence plasma. La quasi-neutralité se
décline aussi en terme d’écrantage électrique et magnétique et la quantification de
ces phénomènes d’écrantage débouche sur les mêmes échelles caractéristiques de
temps et longueur L et T .
B a (t)
B c
B a
Figure 3.2 Écrantage magnétique.
Considérons un système de charges libres, globalement neutre, et appliquons un
champ généré par des sources extérieures E a (Figure 3.1). La force de coulomb
crée une séparations de charges et cette séparation est la source d’un champ, d’origine interne, E c . Un équilibre électrostatique est atteint lorsque E a + E c ≈ 0. Le
champ appliqué est ainsi écranté ; la description complète de ce processus passe par
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit