Измерение параметров плазмы методом электрического зонда. Матюхин В.Д. - 11 стр.

получают при дрейфовом движении в электрическом поле, передается
компонентам плазмы vдр = µ E , vдр << v др .
                        e         −         i        e


    Из уравнений (9,10), справедливых для плазмы низкого давления, следует
важный вывод: т.к. уравнения линейны по n , то определяемая из них
электронная температура не будет зависеть от концентрации n плазмы (тока
разряда). Любопытным является тот факт, что и напряженность электрического
поля также не будет зависеть от тока разряда, а определяется только
внутренними характеристиками разряда: радиусом разрядной трубки,
давлением и родом газа. Это свойство разряда используют для стабилизации
напряжения.
    Важно отметить, что согласно (9,10) θ e будет определяться не
электрическим полем, а уходом зарядов на стенки. Чем быстрее уход, тем
больше должна быть ионизация и, следовательно, выше температура
электронов. Электрическое поле установится таким образом, чтобы набираемая
электронами от поля энергия компенсировала столкновительные потери,
зависящие от температуры. Избыточное напряжение от источника питания
будет выделяться в приэлектронных слоях разряда. Если напряжение источника
питания разряда уменьшится ниже необходимого, разряд погаснет.
                                                  n                Te
    Для оценки можно принять, что divDa ∇n ≅        , где τ a = τ g ─ время
                                                 τa                Ti
                                                  R2
амбиполярной диффузии плазмы к стенке, τ g =         ─ время диффузии
                                                  4D
                                   λv
нейтральной молекулы к стенке, D =    , Ti ≅ T0 ─ комнатная температура.
                                   3
Тогда из (9) получаем
                                      vi
                         θe =                    .                    (11)
                                ln(ν e ⋅ τ a )
Величина ν eτ a показывает, сколько столкновений испытывает электрон,
прежде чем рекомбинирует на стенке.
     Несложные преобразования уравнения (10) дают формулу для определения
напряженности электрического поля в разряде по его температуре:
                 θ
         E= χ⋅ e,                                               (12)
                 λ
т. е. энергия, набираемая электроном в поле Е на длине пробега, в χ раз
                                ⎛         2 m                       − i ⎞
                                                                     v

меньше электронной температуры ⎜⎜ χ упр ≅     ≈ 3 ⋅ 10 , χ неупр ≅ e e ⎟ , зная λ e и
                                                      − 5            θ

                                          M                             ⎟
                                ⎝                                       ⎠
 χ из уравнения (12), можно оценить напряженность электрического поля
разряда.