En el plasma del viento solar las diferentes especies tienen diferente velocidad térmica, pero todas tienen la misma velocidad aparente. ¿por qué es así? y en el viento solar ¿la velocidad térmica es sólo la desviación estándar alrededor de la velocidad aparente?
Respuestas
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Philip Carpenter Lee
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Piensa en la atmósfera de la Tierra. En un día tranquilo, las partículas del aire se mueven; tienen una temperatura que, a nuestros efectos, es una medida de la energía cinética media de las partículas y, por tanto, de su velocidad media. Podemos pensar en la velocidad térmica como la velocidad de las partículas individuales debido a su energía cinética.
Ahora digamos que las cosas se ponen en marcha. Ahora tienes paquetes de aire que se mueven más rápido en una dirección determinada. El velocidad de circulación es la velocidad de esta brisa en su conjunto, sin tener en cuenta el movimiento de cada partícula.
La analogía es válida para el viento solar. Un grupo en su conjunto tiene una determinada velocidad, cuya magnitud es la velocidad de la masa. Dentro de ese grupo, las partículas individuales se mueven a diferentes velocidades dependiendo de su especie; éstas son las velocidades térmicas.
chrisjlee
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¿Cuál es la diferencia entre la velocidad de la masa y la velocidad térmica en el plasma del viento solar?
La respuesta corta es que la primera es la velocidad momento de la función de distribución de la velocidad de las partículas (por ejemplo Maxwellian ) y este último se deriva del segundo momento de la velocidad.
Escribí una explicación detallada de las distintas velocidades del sonido en el espacio en https://physics.stackexchange.com/a/179057/59023 .
en el plasma del viento solar las diferentes especies tienen diferente velocidad térmica pero todas tienen la misma velocidad aparente.
En realidad, esto no es del todo cierto. Por lo general, encontramos que el viento solar, en promedio, satisface una corriente cero condición dada por: $$ \sum_{s} \ q_{s} \ n_{s} \mathbf{v}_{s} = 0 $$ donde $q_{s}$ es la carga de la especie $s$ , $n_{s}$ es la densidad numérica de las especies $s$ y $\mathbf{v}_{s}$ es la velocidad del flujo masivo de las especies $s$ en el marco del centro del momento para todo el plasma. Encontramos que incluso para los electrones, el núcleo frío y denso se desplaza en relación con la población del halo caliente y tenue, es decir, $\mathbf{v}_{ec} \neq \mathbf{v}_{eh}$ .
y en el viento solar, ¿la velocidad térmica es sólo la desviación estándar en torno a la velocidad de la masa?
Como dije en https://physics.stackexchange.com/a/179057/59023 la forma más común de la velocidad térmica utilizada es la velocidad más probable dada por: $$ V_{Ts}^{mps} = \sqrt{\frac{ 2 \ k_{B} \ T_{s} }{ m_{s} }} $$ donde $k_{B}$ est La constante de Boltzmann , $T_{s}$ es la media temperatura de las especies $s$ y $m_{s}$ es la masa de las especies $s$ .
