vaina debye
La vaina de Debye (también vaina electrostática ) es una capa en un plasma que tiene una mayor densidad de iones positivos y, por lo tanto, un exceso de carga positiva general, que equilibra una carga negativa opuesta en la superficie de un material con el que está en contacto. El espesor de tal capa es de varias longitudes de Debye , valor cuyo tamaño depende de varias características del plasma (por ejemplo, temperatura, densidad, etc.).
Una vaina de Debye surge en un plasma porque los electrones suelen tener una temperatura del orden de magnitud o mayor que la de los iones y son mucho más ligeros. En consecuencia, son más rápidos que los iones por al menos un factor de . En la interfase con la superficie de un material, por lo tanto, los electrones saldrán volando del plasma, cargando la superficie negativamente en relación con el plasma a granel. Debido al blindaje de Debye , la longitud de escala de la región de transición será la longitud de Debye . A medida que aumenta el potencial, más y más electrones son reflejados por el potencial de la envoltura. Finalmente se alcanza un equilibrio cuando la diferencia de potencial es unas pocas veces la temperatura del electrón.
La funda Debye es la transición de un plasma a una superficie sólida. Física similar está involucrada entre dos regiones de plasma que tienen diferentes características; la transición entre estas regiones se conoce como doble capa y presenta una capa positiva y una negativa.
Conservación de la energía de los iones: Si por simplicidad asumimos que los iones fríos de masa entran en la cubierta con una velocidad y tienen carga opuesta al electrón, la conservación de la energía en el potencial de la cubierta requiere
donde es la carga del electrón tomada positivamente, es decir, x .
Continuidad de iones: en el estado estacionario, los iones no se acumulan en ninguna parte, por lo que el flujo es el mismo en todas partes:
