Octave已知电子数密度ne,求等离子体频率ωp
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39. 等离子体中的电磁波
\(\omega_p = \sqrt{\frac{n_e e^2}{\varepsilon_0 m_e}}\)
核心公式:
等离子体中的自由电子在电场作用下集体振荡,其固有频率称为等离子体频率。
ωp = √(ne·e²/(ε0·me)),ne为电子数密度,e、me分别为电子电荷量与质量。
频率低于ωp的电磁波不能在等离子体中传播(如中波被电离层反射)。
已知电子数密度,即可求出等离子体频率。
Octave计算方法
已知参数:
- 电子数密度 ne(示例值:1e18 m⁻³)
- 电子质量 me(9.109e-31 kg)
- 电子电荷量 e(1.602e-19 C)
代码如下:
function [wp, fp] = plasma_freq(ne)
    eps0 = 8.854e-12;
    e = 1.602e-19; me = 9.109e-31;
    wp = sqrt(ne * e^2 / (eps0 * me));
    fp = wp / (2 * pi);
end
调用示例:
% 已知电子数密度,求等离子体频率
ne = 1e18;
[wp, fp] = plasma_freq(ne);
fprintf('等离子体频率 ωp = %.2e rad/s,fp = %.2e Hz', wp, fp);
运行结果:
等离子体频率 ωp = 5.64e+10 rad/s,fp = 8.98e+09 Hz
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