Electric-field screening
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El apantallamiento eléctrico (screening en inglés) es fruto del solapamiento producido por los campos eléctricos de partículas en movimiento con cargas opuestas. Se da especialmente en gases ionizados (plasma) o en metales. En astrofísica este fenómeno es especialmente importante ya que hace que la carga eléctrica de los objetos astrofísicos se considere irrelevante. También participa como potenciador de las reacciones de fusión en los núcleos de las estrellas llegando a aumentar su rendimiento en hasta un 20%.
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電場屏蔽，是一种存在於由带电粒子构成的流体中的物理现象。在由带电粒子构成的流体中，比如等离子體、半导体、或金属中的自由电子群，由於其內裏各顆運動中的带电粒子带有電磁場，這些带电粒子會互相干扰，导致物質的總體电场衰减，並在大尺度上形成屏蔽效應。 在由带电粒子构成的流体中，每一对粒子之间都是通过库伦力而发生相互作用的： 这种相互作用的引入使得从理论上处理这种流体变得困难。例如，对基态能量密度的初步量子力学计算将会得到无穷大，而这是不合理的。出现这个问题的原因是，尽管库伦力是随着距离做衰减，在处的粒子平均数密度是正比于的，假定流体是各向同性的。作为其结果，在远处的任意一个点处电荷涨落都会有不可忽略的贡献。 实际上，这些长程效应将会部分的被流体粒子的电荷所压制，从而形成一个短程的屏蔽的库伦相互作用。 例如，考虑一个由电子组成的流体。每个电子都有电场，都会排斥其他的电子。作为其结果，该电子所处的区域其电子密度是小于一般情况的。 这个区域实际上可以被看做是一个正电荷屏蔽空穴来处理。从远处来看，这个屏蔽的空穴有一个抵消由其他电子产生电场的正电荷的效果。只有在短程的时候，也就是在空穴区域以内，电子的电场才可以被探测到。
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In physics, screening is the damping of electric fields caused by the presence of mobile charge carriers. It is an important part of the behavior of charge-carrying fluids, such as ionized gases (classical plasmas), electrolytes, and charge carriers in electronic conductors (semiconductors, metals).In a fluid, with a given permittivity ε, composed of electrically charged constituent particles, each pair of particles (with charges q1 and q2) interact through the Coulomb force as
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L'écrantage du champ électrique consiste en l'atténuation du champ électrique en raison de la présence de porteurs de charge électrique mobiles au sein d'un matériau.Il s'agit d'un comportement essentiel des fluides porteurs de charge, comme les gaz ionisés (plasmas), les porteurs de charge électrique. L'écrantage électrique est un phénomène important parce qu'il diminue considérablement la pertinence de l'étude des champs électriques. Cependant, comme les fluides en jeu comportent des particules chargées, ils peuvent produire des champs magnétiques ou être affectés par eux. Cela fait un sujet d'étude particulièrement pertinent et complexe de l'astrophysique.
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物理学において、遮蔽（しゃへい、英: screening）とは、可動電荷担体の存在による電場の減衰をいう。この効果は電離気体（古典的プラズマ）、電解質、導電体（半導体、金属）などの電気流体の重要な性質の一つである。ある比誘電率 εR の流体中では、荷電構成粒子対は以下の式に従うクーロン力により相互作用を及ぼす。 この相互作用のために、流体の理論的とりあつかいは困難となる。例えば、量子力学を素朴に用いて基底状態のエネルギー密度を計算すると無限大に発散するなどの理屈にあわない結果が得られてしまう。クーロン力は 1/r2 で減少しても、それぞれ距離 r だけ離れている粒子の平均個数は r² に比例するため、流体がきわめて等方的になるという事実が困難の源である。結果として、各点における電荷変動が大きな距離を隔てても無視できない影響を及ぼす。 実際には、この長距離相互作用は電場への応答として流体が流れるために抑制される。この流れは粒子間の「有効」相互作用を低減し、近距離に「遮蔽」されたクーロン相互作用となる。この最も単純な例としてくりこみ相互作用が挙げられる。
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Екранування заряду — зменшення створеного зарядом електричного поля на певній віддалі від нього завдяки взаємодії з іншими зарядами. Явище екранування характерне для середовищ із великою густиною незв'язаних зарядів: електролітів, металів, плазми. Створене електричним зарядом поле змушує інші заряди перерозподілитися в просторі навколо нього. Завдяки таким зміщенням сусідніх зарядів, поле на віддалі від початкового заряду спадає не за законом Кулона, а швидше, здебільшого за експоненційним законом. ,
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Apantallament elèctric
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Apantallamiento eléctrico
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Electric-field screening
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Écrantage du champ électrique
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遮蔽
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Екранування заряду
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电场屏蔽
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In physics, screening is the damping of electric fields caused by the presence of mobile charge carriers. It is an important part of the behavior of charge-carrying fluids, such as ionized gases (classical plasmas), electrolytes, and charge carriers in electronic conductors (semiconductors, metals).In a fluid, with a given permittivity ε, composed of electrically charged constituent particles, each pair of particles (with charges q1 and q2) interact through the Coulomb force as where the vector r is the relative position between the charges. This interaction complicates the theoretical treatment of the fluid. For example, a naive quantum mechanical calculation of the ground-state energy density yields infinity, which is unreasonable. The difficulty lies in the fact that even though the Coulomb force diminishes with distance as 1/r2, the average number of particles at each distance r is proportional to r2, assuming the fluid is fairly isotropic. As a result, a charge fluctuation at any one point has non-negligible effects at large distances. In reality, these long-range effects are suppressed by the flow of particles in response to electric fields. This flow reduces the effective interaction between particles to a short-range "screened" Coulomb interaction. This system corresponds to the simplest example of a renormalized interaction (see sections 1.2.1 and 3.2 of ). In solid-state physics, especially for metals and semiconductors, the screening effect describes the electrostatic field and Coulomb potential of an ion inside the solid. Like the electric field of the nucleus is reduced inside an atom or ion due to the shielding effect, the electric fields of ions in conducting solids are further reduced by the cloud of conduction electrons.
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El apantallamiento eléctrico (screening en inglés) es fruto del solapamiento producido por los campos eléctricos de partículas en movimiento con cargas opuestas. Se da especialmente en gases ionizados (plasma) o en metales. En astrofísica este fenómeno es especialmente importante ya que hace que la carga eléctrica de los objetos astrofísicos se considere irrelevante. También participa como potenciador de las reacciones de fusión en los núcleos de las estrellas llegando a aumentar su rendimiento en hasta un 20%.
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L'écrantage du champ électrique consiste en l'atténuation du champ électrique en raison de la présence de porteurs de charge électrique mobiles au sein d'un matériau.Il s'agit d'un comportement essentiel des fluides porteurs de charge, comme les gaz ionisés (plasmas), les porteurs de charge électrique. L'écrantage électrique est un phénomène important parce qu'il diminue considérablement la pertinence de l'étude des champs électriques. Cependant, comme les fluides en jeu comportent des particules chargées, ils peuvent produire des champs magnétiques ou être affectés par eux. Cela fait un sujet d'étude particulièrement pertinent et complexe de l'astrophysique. Dans un fluide composé de particules chargées, les particules interagissent au travers de la loi de Coulomb. . Cette interaction complique l'étude théorique du fluide. Par exemple, un calcul naïf de la densité d'énergie du niveau fondamental, dans le formalisme de la mécanique quantique, diverge vers l'infini, ce qui n'est pas raisonnable. La difficulté vient du fait que la force de Coulomb varie avec la distance en . Or le nombre moyen de particules à la distance est proportionnel à , en supposant que le fluide est isotrope. En conséquence, une variation de charge en un point quelconque du fluide a un effet non négligeable à grande distance. En réalité, ces effets à grande distance sont annulés par le flux de particules en réponse aux champs électriques. Ce flux réduit l'interaction efficace entre les particules à une interaction de Coulomb écrantée et limitée à courte distance. Par exemple, considérons un fluide composé d'électrons. Chaque électron crée un champ électrique qui repousse les autres électrons. En conséquence, l'espace qui l'environne possède une densité d'électrons plus faible qu'en d'autres endroits du fluide. Cette région peut être traitée comme un trou chargé positivement. Vu depuis une grande distance, ce trou est équivalent à une charge électrique positive supplémentaire qui annule le champ produit par l'électron. C'est seulement à courte distance, au voisinage du trou, que le champ de l'électron produit un effet sensible.
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物理学において、遮蔽（しゃへい、英: screening）とは、可動電荷担体の存在による電場の減衰をいう。この効果は電離気体（古典的プラズマ）、電解質、導電体（半導体、金属）などの電気流体の重要な性質の一つである。ある比誘電率 εR の流体中では、荷電構成粒子対は以下の式に従うクーロン力により相互作用を及ぼす。 この相互作用のために、流体の理論的とりあつかいは困難となる。例えば、量子力学を素朴に用いて基底状態のエネルギー密度を計算すると無限大に発散するなどの理屈にあわない結果が得られてしまう。クーロン力は 1/r2 で減少しても、それぞれ距離 r だけ離れている粒子の平均個数は r² に比例するため、流体がきわめて等方的になるという事実が困難の源である。結果として、各点における電荷変動が大きな距離を隔てても無視できない影響を及ぼす。 実際には、この長距離相互作用は電場への応答として流体が流れるために抑制される。この流れは粒子間の「有効」相互作用を低減し、近距離に「遮蔽」されたクーロン相互作用となる。この最も単純な例としてくりこみ相互作用が挙げられる。 たとえば、一様な正の背景電荷上を運動する電子からなる流体（1成分プラズマ）を考える。各電子は負の電荷を持つ。クーロン相互作用によれば、負電荷同士は互いに斥力を及ぼしあう。したがって、この電子は別の電子と排斥しあい、自身の周りに電子の少ない小さな領域を作り出す。この領域を正に帯電した「遮蔽正孔」として扱う。遠くから見れば、遮蔽正孔は電子による電場を中和する正電荷による影響を及ぼす。短い距離、遮蔽正孔の内部でのみ、電子の電場は検出可能となる。プラズマの場合、この効果は N-体問題計算を行うことにより明らかにすることができる。 背景電荷が陽イオンからなる場合は、電子との引力相互作用により遮蔽効果は強化される。原子物理学においては、一つ以上の電子殻を持つ原子について遮蔽効果と呼ばれる効果がみられる。プラズマ物理学においては、デバイ遮蔽と呼ばれることもある。この効果はプラズマに隣接する材料のまわりの鞘（）を通じて巨視的に観測できる。
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電場屏蔽，是一种存在於由带电粒子构成的流体中的物理现象。在由带电粒子构成的流体中，比如等离子體、半导体、或金属中的自由电子群，由於其內裏各顆運動中的带电粒子带有電磁場，這些带电粒子會互相干扰，导致物質的總體电场衰减，並在大尺度上形成屏蔽效應。 在由带电粒子构成的流体中，每一对粒子之间都是通过库伦力而发生相互作用的： 这种相互作用的引入使得从理论上处理这种流体变得困难。例如，对基态能量密度的初步量子力学计算将会得到无穷大，而这是不合理的。出现这个问题的原因是，尽管库伦力是随着距离做衰减，在处的粒子平均数密度是正比于的，假定流体是各向同性的。作为其结果，在远处的任意一个点处电荷涨落都会有不可忽略的贡献。 实际上，这些长程效应将会部分的被流体粒子的电荷所压制，从而形成一个短程的屏蔽的库伦相互作用。 例如，考虑一个由电子组成的流体。每个电子都有电场，都会排斥其他的电子。作为其结果，该电子所处的区域其电子密度是小于一般情况的。 这个区域实际上可以被看做是一个正电荷屏蔽空穴来处理。从远处来看，这个屏蔽的空穴有一个抵消由其他电子产生电场的正电荷的效果。只有在短程的时候，也就是在空穴区域以内，电子的电场才可以被探测到。
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Екранування заряду — зменшення створеного зарядом електричного поля на певній віддалі від нього завдяки взаємодії з іншими зарядами. Явище екранування характерне для середовищ із великою густиною незв'язаних зарядів: електролітів, металів, плазми. Створене електричним зарядом поле змушує інші заряди перерозподілитися в просторі навколо нього. Завдяки таким зміщенням сусідніх зарядів, поле на віддалі від початкового заряду спадає не за законом Кулона, а швидше, здебільшого за експоненційним законом. , де — електричний потенціал, q — заряд, r — віддаль від нього, а параметр R називається радіусом або довжиною екранування. Така залежність потенціалу від поля називається екранованим кулонівським потенціалом.
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