Явления переноса, электропроводность в диэлектриках. Новиков Г.Ф. - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
дрейфа уравнением L = v
d
t. Таким образом,
1/2
4
d
x
D
LvLπ

=


. Предполагая , что тем -
пература газа равна 0 °С , находим D = K/42,465. Используя теперь соотношения
К = V
d
/E и Е = V/L, получаем
0,173
x
L
V

=


.
Как видно из решения задачи , отношение среднего смещения расплывающе-
гося облака ионов к размеру области дрейфа не зависит от коэффициента диффу-
зии и подвижности ионов К , а является функцией только величины полного паде -
ния напряжения поля на участке движения ионов. Следует подчеркнуть, что при -
веденный выше результат получен с учетом только диффузионных эффектов. Мы
пренебрегли влиянием рассеяния ионов, связанного с взаимным кулоновским от-
талкиванием заряженных частиц.
11. Оценить напряженность поля E
нас
, при которой наступает насыщение то-
ка в воздухе , считая , что насыщение наступает тогда , когда время пробега иона
между электродами становится малым по сравнению со временем , необходи -
мым для рекомбинации (~500 c). Расстояние между электродами d =1 см , под-
вижность иона μ = 1,3 см
2
В
-1
с
-1
.
Решение . Среднее время пробега иона от электрода до электрода
ии
tdv
,
где
и 1
vE
µ
=
— средняя скорость упорядоченного движения иона. Напряжен-
ность поля, при которой наступает насыщение,
1
и
Eat
µ
=
. Положив, что при t
и
=
150 с рекомбинация не успевает заметно развиться , при исходных данных нахо -
дим
3
1
510
E
−
≈⋅
В/см . Насыщение в легких газах (водород, гелий) наступает при
более низких напряженностях, так как подвижность ионов в легких газах больше.
V. Рекомендуемая литература
• Новиков Г.Ф . Явления переноса, электропроводность в диэлектриках:
Учеб. пособие к курсу лекций/ Г.Ф . Новиков// Воронеж: ВГУ , 2000. - 203
с.
http://www.icp.ac.ru/novikov/publ_full/L2/transphen.pdf
• Щеголев И . Ф . Элементы статистической механики , термодинамики и
кинетики / И .Ф . Щеголев . - М .: Янус , 1996.
• Мак - Даниель И . Подвижность и диффузия ионов в газах: Пер. с англ ./ И .
Мак - Даниель , Э. Мезон . – М .: Мир, 1976.
• Туницкий Н .Н . Методы физико-химической кинетики / Н .Н . Туницкий,
В .А . Каминский, С .Ф . Тимашев . – М .: Химия, 1972.
• Богородицкий Н .П . Теория диэлектриков/ Н .П . Богородицкий, Ю .М .
Волокобинский, А .А . Воробьев , Б.М . Тареев . – Л .: Энергия, 1965.
• Андреев В . А . Электронные процессы в органических молекулярных кри -
сталлах. Перенос, захват, спиновые эффекты/ В .А . Андреев , М .В . Курик ,
С . Нешпурек , Э.А . и др. - Рига: Зинантне, 1992.
• Хиппель А . П . Диэлектрики и волны/ А .П . Хиппель– М .: Ин. литер., 1960. 
                                               15
                                                                  1/ 2
                                             x  4D 
дрейфа уравнени ем L = vdt. Т аки м образом,  =         . П редпол агая , что тем-
                                             L  π vd L 
пература газа равна 0 °С , находи м D = K/42,465. И спол ьзуя теперь соотношени я
                               x  0,173 
                                  =
                               L  V 
К = Vd/E и Е = V/L, пол учаем              .

      К ак ви дно и зрешени я задачи , отношени е среднего смещ ени я распл ывающ е-
гося обл ака и онов к размеру обл асти дрейфа не зави си т от коэффи ци ента ди ффу-
зи и и подви жности и онов К , а я вл я ется функци ей тол ько вел и чи ны пол ного паде-
ни я напря жени я пол я на участке дви жени я и онов. Сл едует подчеркнуть, что при -
веденный выше резул ьтат пол учен с учетом тол ько ди ффузи онныхэффектов. М ы
пренебрегл и вл и я ни ем рассея ни я и онов, свя занного с взаи мным кул оновски м от-
тал ки вани ем заря женныхчасти ц.
11.         О цени ть напря женность пол я Eнас, при которой наступает насыщ ени е то-
      ка в воздухе, счи тая , что насыщ ени е наступает тогда, когда время пробега и она
      между эл ектродами станови тся мал ым по сравнени ю со временем, необходи -
      мым дл я рекомби наци и (~500 c). Расстоя ни е между эл ектродами d =1 см, под-
      ви жность и она μ = 1,3 см2В -1с-1.
         Р е ше н ие . Среднее время пробега и она от эл ектрода до эл ектрода tи = d vи ,
где vи = µ E1 — средня я скорость упоря доченного дви жени я и она. Напря жен-
ность пол я , при которой наступает насыщ ени е, E1 = a µ tи . П ол ожи в, что при tи =
150 срекомби наци я не успевает заметно разви ться , при и сходныхданныхнахо-
ди м E1 ≈ 5 ⋅ 10−3 В /см. Насыщ ени е в л егки х газах (водород, гел и й) наступает при
бол ее ни зки хнапря женностя х, так как подви жность и онов в л егки хгазахбол ьше.
V.      Рекомендуема я ли тер а тур а
        • Н овик ов Г.Ф . Я вл ени я переноса, эл ектропроводность в ди эл ектри ках:
          У чеб. пособи е к курсул екци й/ Г.Ф . Н овик ов// В оронеж: В ГУ , 2000. - 203
          с.
          http://www.icp.ac.ru/novikov/publ_full/L2/transphen.pdf
        • Щ еголев И .Ф . Эл ементы стати сти ческой механи ки , термоди нами ки и
          ки нети ки / И .Ф . Щ еголев. - М .: Я нус, 1996.
        • М ак -Дан иель И . П одви жность и ди ффузи я и онов в газах: Пер. с англ ./ И .
          М ак -Дан иель, Э. М езон . –М .: М и р, 1976.
        • Тун ицк ий Н .Н . М етоды фи зи ко-хи ми ческой ки нети ки / Н .Н . Тун ицк ий,
          В .А . Кам ин ск ий, С .Ф . Тим аш ев. –М .: Х и ми я , 1972.
        • Богородицк ий Н .П . Т еори я ди эл ектри ков/ Н .П . Богородицк ий, Ю .М .
          В олок об ин ск ий, А .А . В ороб ьев, Б.М . Тареев. –Л .: Энерги я , 1965.
        • А н дреев В .А . Эл ектронные процессы в органи чески хмол екул я рныхкри -
          стал л ах. П еренос, захват, спи новые эффекты/ В .А . А н дреев, М .В . Курик ,
          С . Н еш п урек , Э.А . и др. - Ри га: Зи нантне, 1992.
        • Х ип п ель А .П . Д и эл ектри ки и вол ны/ А .П . Х ип п ель–М .: И н. л и тер., 1960.

Страницы