Onde de Langmuir

Auteur: Arnaud Beck

Un plasma est un gaz dont les constituants, au lieu d'être neutres, sont électriquement chargés. Cela en fait un milieu bien plus complexe qu'un fluide traditionnel.

Dans un gaz normal, toutes les perturbations se propagent de la même manière et à la même vitesse. Ainsi, si quelqu'un fait vibrer un gaz à un point A, cette vibration va se propager jusqu'au point B à la vitesse du son, indépendamment de la fréquence de la vibration. Ce sont les ondes sonores.

Dans un plasma, les interactions entre particules chargées permettent à un grand nombre d'ondes différentes d'exister. Chacune de ces ondes propage des perturbations qui peuvent être de natures différentes (charge, pression, champ électrique, champ magnétique ...) et ont des vitesses différentes qui dépendent, entre autres, de la fréquence de la perturbation.

Dans cet exercice, on propose de retrouver la relation de dispersion d'une de ces ondes de plasma appelée "Onde de Langmuir". De telles ondes sont créées lorsqu'on écarte localement le plasma de la neutralité de charge. On cherche donc à savoir comment cet écart à la neutralité va se propager dans le plasma.