等離子體中含有帶電粒子(電子、離子)和中性粒子(原子、分子)。中性粒子之間的碰撞可參見分子運動論,帶電粒子與中性粒子之間的碰撞接近中性粒子之間的碰撞。這裏僅限於討論帶電粒子之間的碰撞。
帶電粒子之間可以產生近距離的碰撞,這種碰撞隻是一個粒子和另一個粒子相碰,一次碰撞的結果是至少有一個粒子的速度有明顯的偏轉。
除近碰撞外,帶電粒子之間還存在遠距離的碰撞。由於粒子之間的庫侖作用力是長程力,,它的作用范圍一直延伸到以德拜長度為半徑的德拜球,德拜長度比起粒子間的近距離碰撞參量來是一個很長的距離,在這種遠距離的弱相互作用下的碰撞就是遠碰撞,它造成粒子速度的微小偏轉,當這些微小偏轉累積起來,使偏轉達到90°,就相當於一次碰撞。
在等離子體中,帶電粒子間的遠碰撞作用一般說來遠大於近碰撞,前者比後者大8lnΛ倍左右,lnΛ稱為庫侖對數,lnΛ≈10,所以,碰撞頻率主要是由遠碰撞決定。
用
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式中 me、mi、Te、Ti分別是電子和離子的質量和溫度,n是電子或離子密度,e是電子電荷,Te、Ti以爾格為單位,其他各物理量都是用高斯單位。
它們之間的相對大小是
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碰撞頻率v=1/τ,所以4種碰撞頻率的相對大小是
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當Te≈Ti時,有關系
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帶電粒子之間碰撞的一個特點是:碰撞頻率v與T3/2(當Ti=Te=T 時)成反比,T越高,v越小。這和氣體分子之間的碰撞性質完全不同。