德拜长度

德拜长度,也叫德拜半径,是描述等离子体中电荷的作用尺度的典型长度，是等离子体的重要参量，常用λ_D表示。德拜长度首先是由荷兰物理学家彼得·德拜提出的，反映了等离子体中一个重要的特性——电荷屏蔽效应。当所讨论的尺度大于德拜长度时，可以将等离子体看作是整体电中性的，反之，则是带有电荷的。德拜长度的概念对等离子体物理，电解质，胶体有重要意义。

德拜长度定义为：

当等离子体中只存在电子和离子时，设电子、离子的平均数密度为${\displaystyle n_0}$，在r=0处放一个电荷量为q的检验电荷，所产生的势为${\displaystyle \mathrm{\phi <!--\; \phi \; -->}}$。由于电子在这个势场中的分布遵循玻尔兹曼分布${\displaystyle n_e=n_0\exp <!--\; \; -->(e\mathrm{\phi <!--\; \phi \; -->}/k_{B}T)}$，空间的电荷密度${\displaystyle {\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}_e\approx <!--\; \approx \; -->-<!--\; -\; -->e{n}_0(e\mathrm{\phi <!--\; \phi \; -->}/k_{B}T)+q\mathrm{\delta <!--\; \delta \; -->}(r)}$，由于${\displaystyle {\mathrm{\nabla <!--\; \nabla \; -->}}^2\mathrm{\phi <!--\; \phi \; -->}=-<!--\; -\; -->4\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}({\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}_e-<!--\; -\; -->n_0)}$，则有泊松方程：

方程的解为

因此德拜长度可以视为库仑势衰减的特征长度。

在空间等离子体中，电子密度相对较低，德拜长度可以达到宏观的量级，如磁层，太阳风，星际介质，星系际介质(见下表):