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電場遮蔽

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電場遮蔽,是一種存在於由帶電粒子構成的流體中的物理現象。在由帶電粒子構成的流體中,比如電漿體、半導體、或金屬中的自由電子群,由於其內裏各顆運動中的帶電粒子帶有電磁場,這些帶電粒子會互相干擾,導致物質的總體電場衰減,並在大尺度上形成遮蔽效應。

在由帶電粒子構成的流體中,每一對粒子之間都是通過庫倫力而發生相互作用的:

這種相互作用的引入使得從理論上處理這種流體變得困難。例如,對基態能量密度的初步量子力學計算將會得到無窮大,而這是不合理的。出現這個問題的原因是,儘管庫倫力是隨著距離做衰減,在處的粒子平均數密度是正比於的,假定流體是各向同性的。作為其結果,在遠處的任意一個點處電荷漲落都會有不可忽略的貢獻。

實際上,這些長程效應將會部分的被流體粒子的電荷所壓制,從而形成一個短程的遮蔽的庫倫相互作用。

例如,考慮一個由電子組成的流體。每個電子都有電場,都會排斥其他的電子。作為其結果,該電子所處的區域其電子密度是小於一般情況的。 這個區域實際上可以被看做是一個正電荷遮蔽電洞來處理。從遠處來看,這個遮蔽的電洞有一個抵消由其他電子產生電場的正電荷的效果。只有在短程的時候,也就是在電洞區域以內,電子的電場才可以被探測到。

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