Plazmová frekvence
Plazmová frekvence je důležitou veličinou určující vlastnosti plazmatu. Plazma je směs těžkých iontů a lehkých elektronů (nejlehčí iont H+ je 1837krát těžší než elektron), a proto vnější síla rozkmitá pouze lehké elektrony, zatímco těžké ionty můžeme považovat za relativně nehybné přesně podle 2. Newtonova zákona. Elektrony tedy budou harmonicky kmitat kolem nehybných iontů s frekvencí, která je daná pouze jejich koncentrací v plazmatu. Čím větší koncentrace elektronů, tím vyšší plazmová frekvence, protože tím větší bude působit síla mezi elektrony a kladně nabitými ionty. Vztah mezi plazmatickou frekvencí a koncentrací elektronů se dá vyjádřit touto rovnicí:
,kde ωpe označuje plazmovou frekvenci, ne značí koncentraci elektronů v m-3, m je hmotnost elektronu, a ε0je permitivita vakua.
Kritická frekvence
Signál o frekvenci nižší, než je plazmová frekvence, do plazmatu neproniká a je odražen zpět, signál o frekvenci vyšší plazmatem proniká a k odrazu nedochází. Kritická frekvence v ionosféře je maximální frekvence, která se ještě odrazí od dané vrstvy a odpovídá tedy maximální plazmové frekvenci (a tím i maximální koncentraci elektronů) v dané vrstvě. Typické hodnoty kritických frekvencí jsou v našich zeměpisných šířkách kolem 3,5 MHz pro vrstvu E a 4 - 12 MHz pro vrstvu F2. Tyto hodnoty jsou závislé zejména na sluneční aktivitě.
Zpět