Longitud de Debye

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En plasmas y electrolitos , la longitud de Debye (también llamada radio de Debye) es una medida del efecto electrostático neto de un portador de carga en una solución y hasta qué punto persiste su efecto electrostático. ^[1] Con cada longitud de Debye, las cargas se apantallan eléctricamente cada vez más y el potencial eléctrico disminuye en magnitud en 1/ e . Una esfera de Debye es un volumen cuyo radio es la longitud de Debye. La longitud de Debye es un parámetro importante en la física del plasma , electrolitos y coloides ( teoría DLVO${\ estilo de visualización \ lambda _ {\ rm {D}}}$). El vector de onda de detección de Debye correspondiente para partículas de densidad , carga a una temperatura está dado por en unidades gaussianas . Las expresiones en unidades MKS se darán a continuación. Las cantidades análogas a temperaturas muy bajas ( ) se conocen como longitud de Thomas-Fermi y vector de onda de Thomas-Fermi. Son de interés para describir el comportamiento de los electrones en los metales a temperatura ambiente.${\displaystyle k_{\rm {D}}=1/\lambda_{\rm {D}}}$${\ estilo de visualización n}$${\ estilo de visualización q}$${\ estilo de visualización T}$${\displaystyle k_{\rm {D}}^{2}=4\pi nq^{2}/(k_{\rm {B}}T)}$${\ estilo de visualización T \ a 0}$

La longitud de Debye lleva el nombre del físico y químico holandés-estadounidense Peter Debye (1884-1966), premio Nobel de Química.

La longitud de Debye surge naturalmente en la descripción termodinámica de grandes sistemas de cargas móviles. En un sistema de diferentes especies de cargas, la -ésima especie lleva carga y tiene concentración en la posición . Según el llamado "modelo primitivo", estas cargas se distribuyen en un medio continuo que se caracteriza únicamente por su permitividad estática relativa . Esta distribución de cargas dentro de este medio da lugar a un potencial eléctrico que satisface la ecuación de Poisson :${\ estilo de visualización N}$${\ estilo de visualización j}$${\ estilo de visualización q_ {j}}$ ${\displaystyle n_{j}(\mathbf{r} )}$${\ estilo de visualización \ mathbf {r}}$${\ estilo de visualización \ varepsilon _ {r}}$ ${\ estilo de visualización \ Phi (\ mathbf {r})}$

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