Calculation of Plasma Dielectric Function 

in several regions of frequency

 

M. Benhaliliba*, A. Belasri

Laboratoire de Physique des Plasmas et des Matériaux Conducteurs et de leurs Applications LPPMCA,

Physics Department, Sciences Faculty, USTOMB University, BP1505 Mnaouer ORAN ALGERIA

* Corresponding author. E-mail: bmost_31@yahoo.fr

Received: 26 June 2006; revised version accepted:15 April 2007

 

Abstract

     The dimensionless parameter O(q,f) is calculated for several low density  plasmas as helium (He), neon (Ne), argon (Ar), tetrafluorocarbon (CF4) , xenon ( Xe) and hexafluorosulfure  (SF6) which are analysed separately in their conditions of ion temperature Ti and electrical potential f.  However, the varied magnitudes are the potential f, ion temperature Ti and q= Ti/Te   . The parameter   O(q,f)  depends on dimensionless ratio ?  where 0 < ?  =0.4   and the potential f which is varied in -10 to 10 V range. The relative dielectric function er (w) is studied in several pulsation regions which contain ion plasma frequency wpi   and electron plasma frequency   wpe. The study is done specially for argon and then relative dielectric function versus parameter O(q,f) is calculated. We are interested to the electromagnetic wave propagation domain in plasma where the condition on dielectric function is satisfied er (w) >0. If the dielectric function is negative the electromagnetic wave is totally reflected. However, the electron density effect on dielectric function is illustrated and the frequencies of   two domains are separated and linked to the pulsation regions as known. Ion mass mi effect on O (q,f) and electron density effect on er (w) are also studied. The dispersion relation, medium refractive index and er versus O achieved this work.  

 

Keywords: Ion plasma frequency; Electron plasma frequency; Dielectric function; Anisofrequency parameter O.

 

Résumé

     Le rapport sans dimension  O(q,f)est calculé pour plusieurs plasmas à faible densité comme l’hélium, le néon, l’argon, le tétrafluore de carbone CF4, le xénon et l’hexafluorure de soufre SF6 pris séparément dans leurs conditions. Cependant le potentiel électrique est varié quand la température des ions Ti   est fixée et réciproquement. Le rapport de la température des ions et de la température des électrons est ? = Ti/Te   0 < ?   = 0.4, le potentiel électrique a été varié dans la gamme   -10 to 10 V. La fonction diélectrique relative du plasma par rapport à la fréquence er (w) est étudiée dans les différentes régions de fréquence qui renferment les fréquences de plasma des ions wpi   et des électrons wpe. Une étude est faite pour l’argon et nous avons scindé le domaine en deux, l’un pour la propagation des ondes électromagnétique où er est positif et l’autre pour la réflexion totale des ondes électromagnétiques où er est négatif. L’effet de la masse des ions mi sur le rapport O (q,f) et l’effet de la densité des électrons sur la fonction diélectrique er (w) sont aussi étudiées. La relation de dispersion, l’indice de réfraction du milieu et er en fonction de la variable O achèvent ce travail.

    

Mots clés : Fréquence du plasma des ions ; Fréquence du plasma des électrons ; Fonction diélectrique ; Paramètre d’anisofréquence   O.

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