Cтраница 2
Для определения трудновозбудимого компонента целесообразно применять источники с высокой электронной температурой и высокой электронной концентрацией. Высокая электронная температура необходима для того, чтобы большая часть электронов ( считая распределение электронов по скоростям максвелловским) имела скорость, достаточную для возбуждения трудновозбудимого компонента. При высокой электронной концентрации наблюдается ступенчатое возбуждение. [16]
Приведем еще один пример: при возбуждении смеси газов в импульсном разряде, где высока концентрация электронов, можно, меняя условия разряда, добиться возбуждения линий ионов газа с меньшим потенциалом возбуждения и линий атомов газа с более высоким потенциалом возбуждения. Высокая электронная температура достигается при низких давлениях и в узких разрядных трубках. Высокая электронная концентрация возникает в катодных частях тлеющего разряда, особенно внутри полого катода, а также в узких разрядных трубках и в импульсных источниках света. [17]
В плазме, когда речь идет об электронных температурах в тысячи или даже в десятки тысяч градусов ( десятые доли вольта и вольты), за эти столкновения ответствен только соответствующий высоким скоростям хвост функции распределения; влияние таких столкновений учитывается как поправка. При более высокой электронной температуре неупругие процессы играют основную роль и каждый конкретный случай требует детального рассмотрения. После столкновения, сопровождаемого возбуждением молекулы, электрон обладает очень маленькой энергией. Число электронов очень больших энергий мало, так как вероятность неупругих столкновений тем больше, чем выше энергия электрона. [18]
Состояние газа в дуговом разряде обычно соответствует состоянию изотермической плазмы. Благодаря высокой температуре газа и высокой электронной температуре, достигающей нескольких тысяч градусов 32, большой плотности тока и обычно высокому давлению в дуге преобладают химические процессы, характерные для высоких температур, в частности процессы высокотемпературного крекинга и эндотермические процессы. [19]
![]() |
Зависимость энергетического времени жизни от ионной температуры и от геометрического параметра да. [20] |
Конечно, при столь кратком изложении материала достаточное количество вопросов остаются неразъясненными. Почему, например, несмотря на сравнительно высокую электронную температуру и очень высокую ионную температуру, на установке Ураган-1 не происходит выгорания линий CIII. С каким механизмом связано возрастание электронной плотности в течение разряда. Вдрочем, сомнении в необходимости дальнейших исследований не возникает. [21]
![]() |
Баланс энергии столба ртутной дуги при различных давлениях1. [22] |
На рис. 15 схематически показано, как с ростом давления газа изменяется механизм передачи энергии из столба ртутной дуги. При очень низких давлениях длина свободного пробега электронов велика и вследствие высокой электронной температуры относительно велико количество ионизирующих столкновений по сравнению со столкновениями, приводящими к возбуждению. Поэтому главным механизмом вывода энергии наружу является нагрев стенок, вызываемый рекомбинацией и прямыми ударами заряженных частиц. [23]
Гораздо более сложной является зависимость числа возбуждающих соударений от энергии электронов. В газовом разряде скорости электронов обычно имеют максвеллово распределение, соответствующее некоторой очень высокой электронной температуре. Электронные температуры в газовом разряде низкого давления значительно выше температуры газа и достигают десятков тысяч градусов. [24]
Некоторые сомнения имеются относительно электронной температуры, которая, по данным Ингельса [75, 76] и Калькота, должна быть значительно выше. Однако Вильяме [77] показал, что утечка тока в системе может приводить к такому же экспериментальному результату, как и высокая электронная температура. [25]
Он обнаружил, что при мощном высокочастотном разряде в плотных газах при атмосферном или более высоком давлении образуется стационарная плазма, имеющая высокую электронную температуру. [26]
Эта температура возникает из-за наложенного поля, так как в течение долгого времени подводится электрическая энергия. Электроны находятся между собой в равновесии, так как благодаря сильным ми-крополям они быстро образуют больцмановское распределение и таким образом их температура имеет вполне определенное значение. Высокая электронная температура проявляется в испускании отдельных линий; посредством измерения этого испускания она и определяется. [27]
В зависимости от характера задачи выбираются диаметр разрядной трубки, давление газа в ней и плотность тока в разряде. С увеличением диаметра трубки и давления газа падают плотность тока и электронная температура. Высокая электронная температура достигается в узких трубках при низких давлениях. [28]
![]() |
Трубка Пашена с полым катодом. [29] |
При этом концентрация ионов, или, иначе говоря, степень ионизации, может быть и не очень высокой. Температура, соответствующая средней скорости электронов, составляет несколько десятков тысяч градусов, а температура самого газа гораздо ниже из-за слабого обмена энергией между электронами и атомами. Высокая электронная температура приводит к возбуждению в тлеющем разряде линий, не возбуждаемых в дуге и в искре при атмосферном давлении. [30]