Диагностика плазмы зондами проводимости. Андреев В.Л - 9 стр.

UptoLike

9
42 .
λ≤λ λ
mi m
(1.2)
Äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà ìîëåêóëû îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé
2
1
,
42
λ=
π
m
a
rN
(1.3)
ãäå r ðàäèóñ ìîëåêóëû; N
a
êîíöåíòðàöèÿ ìîëåêóë.
Ïî äàííûì [13], ïðè äàâëåíèè Ð = 133,3 Ïà è òåìïåðàòóðå 0
î
Ñ êîí-
öåíòðàöèÿ ìîëåêóë N
a
3,610
16
ñì
3
, ðàäèóñ ìîëåêóëû r ~ 10
8
ñì. Ïðè
ïîäñòàíîâêå ýòèõ çíà÷åíèé â (1.3) ïîëó÷àåì λ
m
1,610
2
ñì = 0,16 ìì, è
ñëåäîâàòåëüíî, λ
e
= 0,9 ìì; 0,16 < λ
i
< 0,9 ìì.
Äëÿ çîíäîâ ðàäèóñà d = 0,51 ìì óñëîâèå λ >> d ìîæíî ñ÷èòàòü âûïîë-
íåííûì ïðè λ > 1 ñì. Êàê âèäèì, â äàííîì ñëó÷àå îíî íå âûïîëíÿåòñÿ.
 ðàáîòå [10] äëÿ ðàçëè÷íûõ ãàçîâ ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ äàâëåíèÿ,
ïðè êîòîðûõ äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà èîíîâ ðàâíà 1 ñì. Äàííûå ýòè
ïîëó÷åíû íà îñíîâå òîé æå ãàçîäèíàìè÷åñêîé òåîðèè â ïðåäïîëîæåíèè,
÷òî ñå÷åíèÿ ñòîëêíîâåíèÿ èîíîâ è íåéòðàëüíûõ àòîìîâ îäèíàêîâû. Ýòè
äàâëåíèÿ äëÿ âîäîðîäà, àçîòà è êèñëîðîäà ñîñòàâëÿþò ñîîòâåòñòâåííî
1,8210
2
; 0,8610
2
; 0,9010
2
Ïà. Äëèíà ïðîáåãà ýëåêòðîíà ïðè ýòîì ìîæåò
áûòü â
42
ðàçà áîëüøå, ò. å. ïðèìåðíî 56 ñì. Ïðèâåäåííûå çíà÷å-
íèÿ íà îäèíïîëòîðà ïîðÿäêà íèæå óêàçàííîãî âûøå ìèíèìàëüíîãî äàâ-
ëåíèÿ â ïðèñòåíî÷íîì ñëîå, è, ñëåäóÿ ðåêîìåíäàöèè â [13], òàêèå äàâëå-
íèÿ îðèåíòèðîâî÷íî ìîæíî ñ÷èòàòü ïðåäåëüíûìè, ïðè êîòîðûõ åùå âû-
ïîëíÿåòñÿ óñëîâèå λ > d.
Îäíàêî åñòü âîçìîæíîñòü áîëåå êîíêðåòíî îöåíèòü çíà÷åíèÿ λ ïðè
âîçìîæíûõ äàâëåíèÿõ â ïðèñòåíî÷íîì ñëîå. Äëÿ ýòîãî âîñïîëüçóåìñÿ
ôîðìóëîé äëÿ äëèíû ñâîáîäíîãî ïðîáåãà ìîëåêóëû â âèäå
,
42
λ=
π
m
kT
rP
(1.4)
êîòîðàÿ ïîëó÷àåòñÿ èç (1.3) ïðè ïîäñòàíîâêå â íåå N
a
= P / kT, ãäå
k = 1,3810
23
Äæ/ãðàä  ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà; Ò àáñîëþòíàÿ òåìïå-
ðàòóðà; Ð äàâëåíèå ãàçà â àòìîñôåðàõ.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ïî ýòîé ôîðìóëå ñ ïðèâëå÷åíèåì (1.1) äëÿ íàè-
áîëåå õàðàêòåðíûõ òî÷åê íà òðàåêòîðèè ñïóñêà ïðåäñòàâëåíû â
òàáë. 1.1. Çíà÷åíèÿ äàâëåíèÿ â ïðèñòåíî÷íîì ñëîå âçÿòû èç ðåçóëüòà-
òîâ äëÿ êîíóñà ñ óãëîì β
ê
= 1520
î
. Ïðè ïîäñòàíîâêå â (1.4) èõ íåîáõî-
äèìî ïåðåâîäèòü. Äëÿ âûñîò 90, 60 êì, ãäå íàãðåâ ñïóñêàåìîãî òåëà