Plasma (플라즈마) & Effecttive permittivity of plasma

1. Plasma (플라즈마)

같은 전자와 이온농도를 갖는 이온화된 가스 (이온화된 기체)

물질의 기본적인 세가지 상태인 기체, 액체, 고체 상태와 더불어 '물질의 네번째 상태'로 여겨진다. 여기서 '이온화'되었다는 말은 어떤 물질의 구성 입자의 (충분한) 일부가 핵에서 전자가 분리된 상태로 있다는 의미이다. 자유롭게 움직이는 전하들 때문에 플라즈마는 높은 전기 전도성을 띄며 전자기장에 대한 매우 큰 반응성을 가진다. (상태는 기체인데 성질은 고체와 유사한 특성을 가짐)

전리층 (ionosphere)은 플라즈마 상태의 이온화된 가스층임.
전리층은 전자는 양이온보다 훨씬 가볍기 때문에 전리층을 통과하는 전자파의 전계에 의해 더 많이 가속시킨다.

2. Effective permittivity of plasma

여기서 ω_p는 플라즈마 각주파수 (plasma angular frequency)이며, 다음과 같이 표현된다.

여기서 N은 단위체적당 전자의 수이고, e와 m은 각각 전자의 전화와 질량이며 2번째 줄과 같이 간단히 근사화 시킬 수 있다.

유효유전율을 이용한 전파상수는 다음과 같다.

f < f_p 이면 전파상수는 실수가 되어 전파되지 못하고 감쇠한다.
f > f_p 이면 전파상수는 순허수가 되어 전자파는 plasma에서 감쇠없이 전파게 된다.