Изучение токопереноса в плазме тлеющего разряда. - 8 стр.

                1.3. Тлеющий разряд постоянного тока
                      Тлеющим разрядом обычно называют относительно высоковольтный,
                слаботочный самостоятельный (т.е. без дополнительной ионизации внешним
                источником) разряд в газе пониженного давления. Характерные значения
                разрядного тока – десятки мА, напряжения горения – сотни вольт. Для
                исследования разряд зажигают в стеклянной разрядной трубке длиной 10 –
                50 см, откачанной до давления в дипазоне 102 – 10-2 Торр; в торцы трубки
                впаяны электроды, между которыми приложено напряжение. Кратко
                рассмотрим основные процессы, протекающие в разряде.
                      Остаточные ионы, которые в ничтожных концентрациях всегда
                присутствуют в газе (например, вследствие ионизации космическим лучами),
                ускоряясь в электрическом поле, бомбардируют катод, выбивая из него
                вторичные электроны. Электроны укоряясь в электрическом поле в
                направлении анода набирают энергию, и на некотором расстоянии от катода
                начинают возбуждать атомы и молекулы газа, вызывая их свечение. При
                дальнейшем движении в поле электроны набирают энергию, достаточную
                для ионизации газа и начинают ее расходовать именно на этот процесс. Так
                образуется «катодное темное пространство», в котором происходит
                лавинообразная ионизация газа. Эта область наиболее важна для
                поддержания разряда, поскольку именно здесь образуются ионы, которые
                бомбардируют катод, обеспечивая необходимую эмиссию электронов.
                      Темное катодное пространство в направлении анода обычно переходит
                в светящуюся область, называемую «положительным столбом»,
                замыкающуюся на анод. Свечение здесь возникает вследствие рекомбинации
                электронов и ионов или квантовых переходов атомов, возбужденных
                электронным ударом. Положительный столб не играет существенной роли в
                поддержании тлеющего разряда, однако, он важен для его многочисленных
                приложений.
                      Распределение потенциала вдоль тлеющего разряда существенно
                неоднородно. Основное падение потенциала сосредоточено в области катода
                (катодное падение), где происходит основной энерговклад в плазму разряда.
                В положительном столбе потенциал падает сравнительно слабо, так что
                электрическое поле здесь лишь обеспечивает поддержание плотности
                заряженных частиц, необходимое для замыкания разрядного тока.
                      Относительное содержание заряженных частиц, называемое степенью
                ионизации η = n (n + N ) , в тлеющем разряде невелико и обычно составляет
                10-5 - 10-7 .
                      Оценим также токовую скорость частиц в тлеющем разряде u из
                энергетических соображений. Из предыдущего рассмотрения ясно, что
                направленная энергия токового движения электронов много меньше
                тепловой, поэтому при столкновениями с атомами электрон передает в
                                                   (       )
                единицу времени энергию δ mV 2 2 ν ea . Коэффициент потерь δ l при
                упругом столкновении приведен выше (см. формулу (5)), однако, в случае



PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com