데바이 길이 계산기
전자온도와 전자밀도를 넣으면 플라즈마가 전기장을 가려내는 특징적인 거리인 데바이 길이를 계산합니다.
eV
개/cm³
데바이 길이
0m
데바이 길이 (미터)0m
데바이 길이 (센티미터)0.0007cm
λ_D = √(ε₀k_BT_e / (n_e·e²))로 계산합니다. 전자온도가 높을수록 열운동이 활발해 차폐가 어려워져 데바이 길이가 커지고, 전자밀도가 높을수록 가릴 전자가 많아 데바이 길이가 작아집니다.
단일 전자종(이온은 무한히 무거워 고정돼 있다고 가정)에 대한 전자 데바이 길이입니다. 이온 온도까지 반영하는 전체 데바이 길이는 이온 기여분을 더해야 하며 이 계산기는 다루지 않습니다.
계산 방법
- 1전자온도를 켈빈 또는 전자볼트(eV)로 입력합니다.
- 2전자밀도를 세제곱센티미터당 개수(cm⁻³)로 입력합니다.
- 3계산된 데바이 길이를 확인합니다.
자주 묻는 질문
플라즈마 속의 전하 하나가 만드는 전기장을 주위 전자들이 몰려들어 가려내는(차폐하는) 특징적인 거리입니다. 이보다 먼 곳에서는 전기장이 지수적으로 약해져 사실상 사라집니다.
λ_D = √(ε₀k_BT_e / (n_e·e²))로 계산합니다. ε₀는 진공유전율, k_B는 볼츠만 상수, T_e는 전자온도, n_e는 전자밀도, e는 기본전하량입니다.
전자온도가 높을수록 전자의 열운동이 활발해 한곳에 몰려 차폐막을 만들기 어려워지므로 데바이 길이가 커집니다. 반대로 전자밀도가 높을수록 가릴 전자가 많아 더 짧은 거리에서도 차폐가 끝나므로 데바이 길이가 작아집니다.
실험실 플라즈마에서는 전자온도를 켈빈보다 전자볼트로 표시하는 관례가 흔합니다. k_B·T[J] = T_eV·e[C]인 관계를 이용해 두 단위 중 편한 쪽으로 입력할 수 있게 했습니다.
알아두면 좋은 점
- Wikipedia "Debye length"·ScienceDirect Topics를 WebSearch로 교차 확인했습니다(2026-09-05). 공학 관용식 λ_D[cm] = 743·√(T_eV/n_e[cm⁻³])(교재·NRL Plasma Formulary에 흔히 실림)와 대조해 검증했습니다.
- ε₀·k_B·e는 2019년 개정 SI 기준 정의값·CODATA 값이라 시간에 따라 바뀌지 않습니다.
- 단일 전자종(이온은 무한히 무거워 고정돼 있다고 가정)에 대한 전자 데바이 길이입니다. 이온 온도까지 반영하는 전체 데바이 길이는 이온 기여분을 더해야 하며 이 계산기는 다루지 않습니다.
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마지막 검증: 2026년 9월 5일 · 결과는 참고용 추정치입니다.