Вакуумная и плазменная электроника. Светцов В.И. - 75 стр.

UptoLike

Составители: 

75
троном на единице пути. Такой коэффициент был введён впервые Таунсендом
в теории электронных лавин для описания ионизационных процессов и впо-
следствии был распространён и на другие процессы. Таунсендовский коэффи-
циент является функцией приведённой напряжённости поля. Нетрудно найти
связь между коэффициентом скорости процесса и таунсендовским кинетиче-
ским коэффициентом. В последнем случае скорость процесса Г равна:
Г = α⋅j/e = α⋅n
е
V
др
(4.8)
Приравнивая выражения (4.4) и (4.8), найдём
К = α⋅V
др
/N (4.9)
Обычно в литературе имеются экспериментальные данные по зависимости
приведённого таунсендовского коэффициента α/N от приведённой напряжён-
ности поля Е/N. Практическое применение таунсендовских коэффициентов в
условиях газоразрядной плазмы пониженного давления более удобно, чем ко-
эффициентов скоростей, однако необходимо иметь в виду, что литературные
значения таунсендовских коэффициентов могут быть корректно использованы
в условиях газовых разрядов, если имеется уверенность, что функции распре-
деления энергий электронов идентичны в условиях электронного роя, где про-
изводится обычно измерение таунсендовских коэффициентов, и в газоразряд-
ной плазме.
В последние годы широкое распространение получило математическое
моделирование газоразрядной плазмы путем численного решения кинетиче-
ского уравнения Больцмана, что позволяет найти функции распределения энер-
гий электронов, кинетические коэффициенты всех процессов, протекающих
при электронном ударе и доли энергии, расходуемой на тот или иной процесс,
в зависимости от параметра E/N.
4.2. Упругие соударения электронов с атомами
и молекулами газа
Соударения электронов с молекулами газа делятся на упругие и неупругие.
В свою очередь неупругие соударения могут быть первого рода и второго рода.
При неупругих соударениях первого рода происходит передача энергии от
электронов к атомам или молекулам газа. Неупругие соударения второго рода
сопровождаются передачей энергии от возбуждённых атомов или молекул к
электронам. Рассмотрим процессы соударений подробнее.
При упругих соударениях происходит перераспределение кинетической
энергии взаимодействующих частиц без изменения их внутренней энергии.
Доля энергии, передаваемой при упругом соударении, пропорциональна отно-
шению масс сталкивающихся частиц
M
m
2
e
=δ (4.10)
где m
e
- масса электрона;
М - масса молекулы газа.
троном на единице пути. Такой коэффициент был введён впервые Таунсендом
в теории электронных лавин для описания ионизационных процессов и впо-
следствии был распространён и на другие процессы. Таунсендовский коэффи-
циент является функцией приведённой напряжённости поля. Нетрудно найти
связь между коэффициентом скорости процесса и таунсендовским кинетиче-
ским коэффициентом. В последнем случае скорость процесса Г равна:
     Г = α⋅j/e = α⋅nе⋅Vдр                                         (4.8)
     Приравнивая выражения (4.4) и (4.8), найдём
     К = α⋅Vдр/N                                                  (4.9)
     Обычно в литературе имеются экспериментальные данные по зависимости
приведённого таунсендовского коэффициента α/N от приведённой напряжён-
ности поля Е/N. Практическое применение таунсендовских коэффициентов в
условиях газоразрядной плазмы пониженного давления более удобно, чем ко-
эффициентов скоростей, однако необходимо иметь в виду, что литературные
значения таунсендовских коэффициентов могут быть корректно использованы
в условиях газовых разрядов, если имеется уверенность, что функции распре-
деления энергий электронов идентичны в условиях электронного роя, где про-
изводится обычно измерение таунсендовских коэффициентов, и в газоразряд-
ной плазме.
     В последние годы широкое распространение получило математическое
моделирование газоразрядной плазмы путем численного решения кинетиче-
ского уравнения Больцмана, что позволяет найти функции распределения энер-
гий электронов, кинетические коэффициенты всех процессов, протекающих
при электронном ударе и доли энергии, расходуемой на тот или иной процесс,
в зависимости от параметра E/N.

              4.2. Упругие соударения электронов с атомами
                            и молекулами газа

    Соударения электронов с молекулами газа делятся на упругие и неупругие.
В свою очередь неупругие соударения могут быть первого рода и второго рода.
При неупругих соударениях первого рода происходит передача энергии от
электронов к атомам или молекулам газа. Неупругие соударения второго рода
сопровождаются передачей энергии от возбуждённых атомов или молекул к
электронам. Рассмотрим процессы соударений подробнее.
    При упругих соударениях происходит перераспределение кинетической
энергии взаимодействующих частиц без изменения их внутренней энергии.
Доля энергии, передаваемой при упругом соударении, пропорциональна отно-
шению масс сталкивающихся частиц
            m
      δ=2 e                                                        (4.10)
            M
где me - масса электрона;
    М - масса молекулы газа.
                                    75