и –
е. Согласно теории, в объеме одной поверхности заключено равное количество положительных и отрицательных ионов. Плазма отличается от скопления просто заряженных частиц минимальной плотностью, определяемой из условия
L >
D, где
L – линейный размер системы заряженных частиц,
D – характерное для плазмы расстояние, называемое дебаевским радиусом экранирования [10].
Большая электропроводность плазмы приближает ее свойства к свойствам проводников. Эти свойства являются следствиями электрических полей между заряженными частицами. В теории Дебая – Хюккеля ион полностью ионизированного газа принимается за точечный заряд. Если приложить к плазменному объекту внешнее поле, то оно проникает на глубину порядка дебаевского радиуса. Чтобы плазма сохраняла квазинейтральность, ее линейные размеры должны намного превосходить дебаевский радиус (r>D). Экранирование кулоновского поля произвольного заряда плазмы на расстояниях r>D происходит в результате того, что данный заряд оказывается окруженным частицами с зарядами противоположного знака. Взаимодействие заряженных частиц друг с другом возрастает, когда плотность заряженных частиц растет. Если среда представляет собой не полностью ионизованный газ и плотность заряженных частиц в газе очень мала, ионы взаимодействуют, в основном, с нейтральными частицами. Сильное взаимодействие с внешними магнитными и электрическими полями обусловлено высокой электропроводностью плазмы.
В природных условиях Земли плазма появляется в пламени и посредством поля, при грозовых разрядах; искусственная – создается в газоразрядных лампах. Средняя кинетическая энергия электронов в газоразрядной плазме значительно превышает среднюю энергию нейтральных частиц плазмы. В плазме отсутствует термодинамическое равновесие. В газоразрядной плазме заряженные частицы, входящие в ее состав, непрерывно находятся в ускоряющем электрическом поле. Состояние термически неравновесной газоразрядной плазмы поддерживается за счет энергии разрядного тока, проходящего через плазму [11]. Коллективное взаимодействие частиц связано с кулоновскими силами, что позволяет рассматривать плазму как особое агрегатное состояние вещества. Эти связи позволяют возбуждать и распространять в плазме разнообразные колебания и волны. С прекращением действия внешнего поля, по истечении времени плазменное состояние прекращает свое существование. Исчезновение плазмы, предоставленной самой себе, называется деионизацией газа.
Зачастую в зонах землетрясений и тектонических нарушений, в воздушном пространстве наблюдают ионизацию воздуха и появление плазмоидов. В работе [12] приведены результаты экспериментов, выполненных спутниковым ионосферным профилометром на основе навигационной системы GPS и с помощью наземного геофизического лазерного интерферометра. Обнаружена связь явлений с сейсмической активностью Земли. Зарегистрировано синхронное возрастание деформаций земной поверхности, вариаций атмосферного давления и уровня электронной концентрации в слое