Измерение вращательной и колебательной температур в газовом разряде по спектру молекулы азота. - 10 стр.

температур, низкотемпературная плазма неравновесна также и в отношении
степени ионизации. Степень ионизации газа гораздо меньше (на 6 — 7 порядков)
равновесной величины, соответствующей температуре и плотности нейтральных
частиц.
     В физике газового разряда известно довольно много методов определения
электронной, поступательной и колебательной температур в плазме молекулярных
газов. Выбор метода в каждом случае определяется типом разряда, составом
плазмообразующего газа, внешними параметрами разряда (давлением газа,
удельным энерговкладом). Важнейшими требованиями к выбранному методу изме-
рения температуры являются простота аппаратурной реализации и надежность
интерпретации полученных результатов. Для измерения электронной температуры
наиболее широкое применение нашли одиночные и двойные зонды Лэнгмюра,
которые достаточно хорошо удовлетворяют названным выше требованиям.
     Для измерения поступательной температуры газа Ttr в низкотемпературной
плазме молекулярных газов наиболее часто применяются следующие методы: 1)
измерение Ttr термопарами; 2) измерение температуры по доплеровскому уширению
спектральных линий атомов; 3) измерение температуры газа по относительной
интенсивности вращательной структуры полос электронно-колебательных или
колебательных переходов молекул. Интерферометрический метод, основанный на
измерении зависимости показателя преломления света от полного числа молекул и
расчете поступательной темпера туры по известному давлению, а также метод
определения Ttr по скорости распространения ультразвука в среде применяются при
исследовании плазмы крайне редко, так как эти методы требуют априорных
знаний о составе исследуемой среды.
     Рассмотрим кратко возможности использования каждого из перечисленных
методов для измерения поступательной температуры в исследуемом разряде.
     Термопарный метод привлекает исследователей своей простотой, хотя легкость
получения первичных данных в этом случае сопровождается сложностью, а иногда и
неоднозначностью их интерпретации. Сложность интерпретации связана со слабой
изученностью физико-химических процессов на поверхности твердого тела,
находящегося в контакте с плазмой. Термопарный метод является контактным, введе-
ние термопары в разряд возмущает структуру электрических полей в плазме и может
изменять конфигурацию разряда. В свою очередь, наличие поля в плазме может
приводить к дополнительному нагреву термопары. Учет этих эффектов в ряде
случаев затруднителен, поэтому термопарные методы наиболее часто используются
для измерений в послесвечении разряда, где отсутствуют сильные электромагнитные
поля. Кроме того, применение термопарного метода невозможно для стационарного
измерения температур выше 2000 K , поскольку тепловое воздействие газа приводит к
разрушению термопары.
     Для определения поступательной температуры в газовых разрядах широко
применяется метод доплеровского уширения линий. Основным преимуществом
этого метода является достаточно простая зависимость регистрируемого в
экспериментах уширения линий от температуры газа. Однако применение метода
доплеровского уширения для определения газовой температуры в разрядах на