Zur Theorie der Ausbreitung ebener Wellen in homogenen Plasmen

Abstract

Von G o t t f r i e d W i n k l e rInhaltsiibersicht Es wird eine einheitliche, zusammenfassende Darstellung der Fortpflanzung ebener Wellen in unbegrenzten Vielteilchensystemen elektrisch geladener Partikel (Plasmen) gegeben. Die Existenz dieser Wellen wird durch die Benutzung eines e-Ansatzes fur die Storungsglieder vorausgesetzt und der in ahnlichen Arbeiten von S e e l i g e r l ) , S c h l i i t e r 2 ) , G a b o r 3 ) und B a y e t 4 ) beziiglich der Plasma-und Wellentypen gesteckte Rahmen erweitert. Es werden allgemeine ebene Wellen in einem Plasma rnit nahezu beliebiger Tragerverteilungsfunktion untersucht. D i w s kann im ungestorten Zustand aufierdem noch einen Drift und ein dem Ganzen iiberlagertes Magnetfeld besitzen. Der Schwerpunkt lie@ dabei auf der Ableitung einer allgemeinen Dispersionsfunkti on. EinleitungDie Thcorie der Plasmawellen 1aBt sich auf zwei Arten entwickeln : 1. makroskopisch-phanomenologisch, indem man das Plasma als ein Gemisch verschiedener ,,Gase" auffafit und von vornherein mit Mittelwerten fur die Tragerkonzentration und die Tragergeschwindigkeit rechnet5)6) ; 2. mikroskopisch-st,atistisch, wobei man das Plasma mit Hilfe der B o l t zmann-Gleichung, die gewohnlich in der fur ein neutrales Gas giiltigen Form zur Beschreibung des Ladungstragergases herangezogen wird, als ein statistisches System behandelt ')*).Ein Vergleich dieser beiden Behandlungsmoglichkeiten zeigt, da13 sich die Ausgangsgleichungen der ersten Methode aus denen der zweiten durch gewisse Mittelwertbildungen ableiten lassen. Das Umgekehrte ist offensichtlich nicht moglich. Dariibcr hinaus enthalt die Boltzmann-Gleichung auch noch die thermische Energieglei~hung~). Die statistische Theorie besitzt also das allgemeinere Fundament und ist dem Plasma a!s Vielteilchensysteni auch besser angepafit. Sie eignet sich aber wohl nur, einzelne speaiclle Falle einigermafien l) It.