Вакуумная и плазменная электроника. Светцов В.И. - 108 стр.

процессы обмена являются равновесными. Такая плазма находится в состоянии
термодинамического равновесия. Неизотермическая плазма характеризуется
тем, что средняя энергия электронов во много раз превышает энергию ионов и
нейтральных частиц. Процессы обмена энергией в этом случае неравновесны и
плазма поддерживается за счёт внешних факторов - например электрического
поля. Дальнейшее изложение будет касаться главным образом вопросов неизо-
термической плазмы, ибо последняя наиболее часто встречается в газоразряд-
ных приборах. Количественное описание плазменных процессов требует зна-
ния концентраций частиц всех типов, а также их энергетических, пространст-
венных и временных распределений. В неизотермической плазме основную
роль в плазменных процессах играют электроны, поэтому в частном случае
можно ограничиться знанием характеристик электронной компоненты. Наибо-
лее важными параметрами неизотермической плазмы являются следующие:
     1. Функция распределения энергий и средняя энергия электронов.
     2. Приведённая напряжённость продольного электрического поля.
     3. Средняя концентрация электронов или распределение концентраций по
сечению разрядного прибора.
     Кроме того важными при описании свойств плазмы параметрами являются
такие величины как температура газа и её пространственное распределение,
поток ионов на стенку и т.д.

                        6.2. Диагностика плазмы

    Прежде чем переходить к теоретическому описанию свойств газоразряд-
ной плазмы, рассмотрим методы определения её параметров. Соответствую-
щий раздел физики плазмы называется диагностикой плазмы. Для измерения
параметров плазмы используются различные экспериментальные методы. В
настоящее время наиболее распространёнными являются три метода диагно-
стики плазмы: зондовый, спектральный и сверхвысокочастотный. Кроме того,
благодаря появлению оптических квантовых генераторов, физика плазмы по-
лучила новые диагностические средства, позволяющие независимо определять
концентрацию и энергию электронов. Рассмотрим подробнее эти методы.

                      6.2.1. Метод зондов Лангмюра

     Зондовый метод, разработанный Лангмюром и Мотт-Смитом, применяет-
ся для измерения параметров плазмы на протяжении полувека. Метод основан
на анализе вольт-амперной характеристики зонда, погружённого в плазму.
Принципиальная схема зондовых измерений и типичный вид зондовой харак-
теристики приведены на рис.6.1.
     Рассмотрим кратко общие соображения, относящиеся к применению зон-
дов в стационарной незамагниченной плазме. В общем случае ток на зонд яв-
ляется алгебраической суммой токов, обусловленных потоками отрицательных

                                   108