Вакуумная и плазменная электроника. Светцов В.И. - 81 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

81
4.3.3. Ступенчатые процессы при возбуждении и ионизации молекул элек-
тронным ударом
Ступенчатые процессы требуют для своего протекания меньших энергий,
чем прямые, и идут наиболее эффективно в газах, где имеются высокие кон-
центрации долгоживущих возбуждённых частиц (например метастабильных).
Принципиальная схема ступенчатого процесса показана на рис.4.4.
Скорость протекания процесса при этом определяется следующим уравне-
нием:
Г = n
0
⋅n
e
⋅k
0-2
+ n
i
⋅n
e
⋅k
1-2
(4.19)
где обозначения 0, 1, 2 относятся к соответствующим уровням энергии на
рис.4.4.
Скорость суммарного процесса зависит от концентрации возбуждённых
частиц на промежуточном уровне n
1
. Поскольку эта концентрация возрастает с
ростом тока разряда, то следует ожидать более быстрого, чем линейный, роста
скорости процесса при увеличении тока разряда. В первом приближении, если
концентрация промежуточных возбуждённых частиц пропорциональна кон-
центрации электронов, то скорость суммарного процесса определится выраже-
нием
Г = a⋅N
e
+ b⋅N
e
2
(4.20)
где а и b - постоянные величины.
E
E
2
E
1
E
0
Рис.4.4. Принципиальная схема ступенчатого процесса
Роль ступенчатых процессов пренебрежимо мала при малых токах разря-
да, однако по мере роста тока их вклад может быть существенным. Так, напри-
мер, в ртутном разряде при давлении порядка 5×10
5
Па и токе 300 мА практи-
чески вся ионизация осуществляется ступенчато. При тех же условиях 50% лу-
чистого потока линий видимого излучения триплета ртути также вызвано сту-
пенчатым возбуждением. Очень важную роль в газовом разряде и низкотемпе-
ратурной плазме играет ионизация при столкновении метастабильной частицы
с частицей другого сорта, если потенциал ионизации второй частицы В меньше
энергии возбуждения частицы А:
А
*
+ В → А + В
+
+ е 
 4.3.3. Ступенчатые процессы при возбуждении и ионизации молекул элек-
                           тронным ударом

     Ступенчатые процессы требуют для своего протекания меньших энергий,
чем прямые, и идут наиболее эффективно в газах, где имеются высокие кон-
центрации долгоживущих возбуждённых частиц (например метастабильных).
Принципиальная схема ступенчатого процесса показана на рис.4.4.
     Скорость протекания процесса при этом определяется следующим уравне-
нием:
     Г = n0⋅ne⋅k0-2 + ni⋅ne⋅k1-2                                   (4.19)
где обозначения 0, 1, 2 относятся к соответствующим уровням энергии на
рис.4.4.
     Скорость суммарного процесса зависит от концентрации возбуждённых
частиц на промежуточном уровне n1. Поскольку эта концентрация возрастает с
ростом тока разряда, то следует ожидать более быстрого, чем линейный, роста
скорости процесса при увеличении тока разряда. В первом приближении, если
концентрация промежуточных возбуждённых частиц пропорциональна кон-
центрации электронов, то скорость суммарного процесса определится выраже-
нием
     Г = a⋅Ne + b⋅Ne2                                              (4.20)
где а и b - постоянные величины.

                          E
                                               E2



                                               E1



                                               E0
           Рис.4.4. Принципиальная схема ступенчатого процесса

     Роль ступенчатых процессов пренебрежимо мала при малых токах разря-
да, однако по мере роста тока их вклад может быть существенным. Так, напри-
мер, в ртутном разряде при давлении порядка 5×105 Па и токе 300 мА практи-
чески вся ионизация осуществляется ступенчато. При тех же условиях 50% лу-
чистого потока линий видимого излучения триплета ртути также вызвано сту-
пенчатым возбуждением. Очень важную роль в газовом разряде и низкотемпе-
ратурной плазме играет ионизация при столкновении метастабильной частицы
с частицей другого сорта, если потенциал ионизации второй частицы В меньше
энергии возбуждения частицы А:
                             А* + В → А + В+ + е

                                    81

Страницы