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Sommaire: Modèle de profils de raies dans un plasma froid
Liste des Figures
Liste des Tables
1 Introduction générale
2 Fonctions de corrélation du micro-champ électrique et de la vitesse (propriétés dynamiques)
2.1 Introduction
2.2 La fonction de mémoire M (t)
2.3 Le modèle
2.4 conclusion
3 Fonction de distribution du micro champ électrique (propriétés statiques)
3.1 Introduction
3.2 Les interactions dans un gazionisé (plasma froid)
3.2.1 Interaction entre deux particules chargées (ions)
3.2.2 Interaction entre un ion (particule chargée) et un neutre
3.2.3 Grandeurs caractéristiques
3.3 Les travaux théoriques pour un plasma ionique sans particules neutres
3.3.1 Approximation Holtsmark 1919
3.3.2 Approximation ”Independent particle” 1958
3.3.3 Méthode approchée:Apex
3.3.4 La simulation numérique
3.4 Le modèle de mélange d’un plasma ionique avec des particules neutres
4 Proprietés spectrales
4.1 Introduction
4.2 Formule générale des profils de raies
4.2.1 Temps d’intérêt du processus d’élargissement
4.2.2 Temps de collisions
4.2.3 L’approximation d’impact
4.2.4 L’approximation quasi-statique
4.3 Modèle de profil de Lyα et Ly β
4.3.1 Ly α
4.3.2 Ly β
4.4 Résultats numériques
Bibliographie
5 Conclusion
A L’espace de Liouville
B La résolution de l’équation quartique
Extrait du mémoire Modèle de profils de raies dans un plasma froid
Chapitre 1: Introduction générale
Le terme de PLASMA fut introduit par Tonks et Langmuir en 1929 [1] pour décrire l’état d’un gaz ionisé produit par décharge électrique dans un tube. Il a été connu plutôt, et probablement pour la première description par Lord Rayleigh en 1906 [2], dans son analyse des oscillations de l’électron dans le modèle de l’atome de Thomson. L’état plasma est souvent considéré comme le quatrième état de la matière et fait suite, dans l’ordre croissant des températures aux états solide, liquide et gazeux . Le terme ’quatrième état de la matière’ a été inventé par W. Croockes en 1879 pour décrire le milieu ionisé créé dans une décharge de gaz [2].
Bien que l’on admette actuellement que 99 % de l’univers est constitué de matière à l’état de plasma, cette discipline est encore trop peu enseignée. La raison en est sans doute la complexité de cette matière de synthèse qui fait pratiquement appel à tous les domaines de la physique (mécanique statistique, théorie cinétique, thermodynamique …). L’intérêt présenté par cette science a suscité de nombreux travaux théoriques et expérimentaux qui ont permis d’approfondir notre connaissance sur un plan à la fois fondamental et appliqué.
On distingue deux familles de plasmas:
– Les plasmas chauds, correspondant à des températures supérieures à 10 isés pour produire de l’énergie électrique à partir de la fusion contrôlée.
-Les plasmas froids, regroupant une large variété de plasmas tels que ceux créés par des décharges électriques dans un gaz, ceux obtenus dans les réacteurs à plasma où le plasma est confiné magnétiquement, ou ceux engendrés par couplage inductif avec un système radiofréquence. La plupart des plasmas froids jouent un rôle essentiel dans l’analyse des plasmas plus chauds.
La dynamique des particules dans le plasma est gouvernée par les champs appliqués et les champs internes aux plasmas dûs aux particules chargées elles-mêmes. Les interactions fondamentales sont de type électromagnétique; on peut distinguer:
– Les interactions ”charge-neutre”: elles ont lieu lorsqu’une particule chargée passe près d’une particule neutre pour qu’elle y induise un moment dipolaire électrique, ou bien si la particule neutre possède un moment dipolaire permanent. Le champ Coulombien de la particule chargée agit alors sur le moment dipolaire électrique induit.
– Les interactions ”charge-charge”: qui sont des interaction de Coulomb.
Dans le cas des plasmas faiblement ionisés, l’interaction ” charge-neutre” domine l’interaction ”charge- charge”
L’information contenue dans le spectre dépend non seulement de la physique atomique de l’atome (neutre) ou de l’ion émetteur, mais aussi de la physique du plasma environnant. Cette dépendance est une conséquence directe de l’interaction entre l’émetteur et les particules voisines.
L’étude du rayonnement émis par les plasmas est vraiment un élément majeur pour la compréhension des phénomènes physiques ayant lieu dans les plasmas. A cause du grand nombre de données nécessaire pour obtenir un profil de raies, peu de spectres théoriques existent jusqu’à nos jours.
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