Numéro
J. Phys. Radium
Volume 18, Numéro 6, juin 1957
Page(s) 380 - 386
DOI https://doi.org/10.1051/jphysrad:01957001806038000
J. Phys. Radium 18, 380-386 (1957)
DOI: 10.1051/jphysrad:01957001806038000

Sections efficaces d'interaction électron-électron et électron-ion dans les plasmas,

Michel Bayet

Faculté des Sciences de Toulouse


Abstract
Definitions of different effective cross-sections for elastic scattering are recalled, and it is pointed out that their values are infinite in the case of strictly Coulombian interaction (i. e, r-1 potential) ; but, in the case of actually existing electron gases, which are part of macroscopically neutral,, plasmas " (because of positive ions), it is possible to find finite crossesections, if one uses the results of Debye's theory of electrolytes, which states that the potential obeys a [FORMULA] law (D = "Debye's length"). Conditions of applicability of this theory are discussed, and effective cross-sections calculated. They approximately vary as E-2 (E = electron energy), and are often very large, larger than the effective cross-sections between électrons and neutral molecules ; this explain the failure of the theories which treat the ionized media as " Lorentz's gases " when trying to predict the form of the distribution function of electron velocities : this distribution function is nearly always Maxwellian, but at temperatures Te that are much larger than the temperature T of the gaseous molecules.


Résumé
Après avoir rappelé les définitions des différentes sections efficaces d'interaction élastique, dont les valeurs sont infinies dans le cas de l'interaction coulombienne pure (c'est-à-dire dérivant d'un potentiel en 1 Jr), on montre que dans le cas des gaz d'électrons que l'on rencontre réellement en pratique, gaz qui font partie d'un « plasma » globalement neutre au point de vue électrique par suite de la présence des charges positives, on peut obtenir des sections finies en appliquant les résultatsde la théorie de Debye relative aux électrolytes, selon lesquels le potentiel varie alors comme [FORMULE]. On discute les conditions d'application de cette théorie, et on calcule les sections efficaces correspondantes. On constate qu'elles varient approximativement comme la puissance - 2 de l'énergie électronique, et qu'elles sont souvent considérables, bien plus grandes en particulier que les sections efficaces électron-molécules neutres ; ceci explique l'échec des théories reposant sur l'assimilation des milieux ionisés à des « gaz de Lorentz » à prévoir la forme de la fonction de distribution des vitesses électroniques, laquelle est presque toujours maxwellienne, quoique à des températures Te très supérieures à la température T des molécules du gaz.

PACS
5220H - Atomic, molecular, ion, and heavy-particle collisions.

Key words
electron scattering -- electron beams -- kinetic theory