氣體放電中等離子體的研究-文庫吧資料
2025-07-10 22:18本頁面
【正文】 （8） （9）式中ｍe為電子質量。作半對數(shù)曲線，如圖3所示。 在電子平均速度為ve時，在單位時間內落到表面積為Ｓ的探針上的電子數(shù)為： （2）將(1)式代入(2)式得探針上的電子電流： （3）其中對于曲線的ＣＤ段，由于電子受到減速電位（UPUS）的作用，只有能量比e（UPUS）大的那部分電子能夠到達探針。如果UP進一步升高，探極周圍的氣體也被電離，使探極電流又迅速增大，甚至燒毀探針。當探極電位UP和等離子體的空間電位US相等時，正離子鞘消失，全部電子都能到達探極，這對應于曲線上的D點。此時探針電位就是懸浮電位UF。過了B點，隨著探針負電位減小，電場對電子的拒斥作用減弱，使一些快速電子能夠克服電場拒斥作用，抵達探極，這些電子形成的電流抵消了部分正離子流，使探針電流逐漸下降，所以BC段為正離子流加電子流。對此曲線的解釋為：圖2 單探針伏安特性在AB段，探針的負電位很大，電子受負電位的排斥，而速度很慢的正離子被吸向探針，在探針周圍形成正離子構成的空間電荷層，它把探針電場屏蔽起來。探針是封入等離子體中的一個小的金屬電極（其形狀可以是平板形、圓柱形、球形）。探針法分單探針法和雙探針法。等離子體診斷有（1）探針法，（2）霍爾效應法，（3）微波法，（4）光譜法等。因此，雖然電子溫度很高（約為105K），但放電氣體的整體溫度并不明顯升高，放電管的玻璃壁并不軟化。但是，由于電子質量小，它在跟離子或原子作彈性碰撞時能量損失很小，所以電子的平均動能比其他粒子的大得多。所以它們基本上遵從麥克斯韋速度分布律。其特征是：氣體高度電離；電場強度很小，且沿軸向有恒定值。8個區(qū)域的名稱為（1）阿斯頓區(qū)，（2）陰極輝區(qū)，（3）陰極暗區(qū)，（4）負輝區(qū)，（5）法拉第暗區(qū)，（6）正輝區(qū)（即正輝柱），（7）陽極暗區(qū)，（8）陰極輝區(qū)。當放電管內的壓強保持在1010^2Pa時，在兩電極上加高電壓，就能觀察到管內有放電現(xiàn)象。圖1 輝光放電的光強、電位和場強分布本實驗研究的是輝光放電等離子體。（4）電子平均動能Ee 。（3）軸向電場強度EL。（2）帶電粒子密度。描述等離子體的一些主要參量為：（1）電子溫度Te。（2）帶正電的和帶
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