Диссертация (1149901), страница 18
Текст из файла (страница 18)
4.18 приведены вычисленные по формуле (4.18) изразличных расстоянияхприданных о ФРЭ прииндикатрисы рассеяния. Видно, чторазличие между ними пренебрежимо мало (значительно меньше, чем различие между данными[7, 8]), хотя ФРЭ, рассчитанные методом Монте-Карло призначительноразличаются (рис. 4.5). Данные результаты свидетельствуют об эффективности предложенногоспособа восстановления индикатрисы упругого рассеяния электрона на атоме из данных орассеянной части ФРЭ.110Ge() (ср-1)0,41230,30,20,10,0050100150200(град)Рис. 4.18. Сравнение точной индикатрисы упругого рассеяния электрона на атоме He,определенной формулой (4.3а) – (1), с вычисленными по формуле (4.18)из данных о ФРЭ при- (2) и- (3).На рис. 4.19 приведены результаты восстановления по вышеописанной процедуреиндикатрисы рассеяния электрона на атоме He при энергии электрона 30 эВ.
Процедуравосстановления проходила в два этапа: на первом восстанавливалась рассеянная часть ФРЭ, азатем - по формулам (4.18) - сама индикатриса. Использовались данные приотмечалось, рассеянные части ФРЭ при этих значениях безразмерной координаты. Какзаметноотличаются (рис. 4.5, 4.6). Тем не менее, как видно из приведенных на рис. 4.19 данных,восстановленные индикатрисы отличаются незначительно и близки к точной.111Ge() (ср-1)1230,40,30,20,10,0020406080100120140160180200(град)Рис. 4.19.
Сравнение точной индикатрисы рассеяния электрона на атоме He с восстановленными иззондовых измерений; 1, 2 - восстановленнаяиз данных приточная индикатриса рассеяния [98]., соответственно; 3 -112Выводы к Главе 4По результатам Гл. 4 можно сделать следующие выводы:1. разработаны физическая модель и аналитическая теория для расчета ФРЭ в условияхпролетного режима НПР, когда отношение разрядного промежутка к длине пробегаэлектрона относительно процесса упругого рассеяния менее 0.5. Теория проверенасравнением с численными расчетами методом Монте-Карло;2. на примере НПР в пролетном режиме экспериментально проверен разработанный в Гл. 3зондовый метод определения анизотропных ФР заряженных частиц без разложения вряд по полиномам Лежандра. Проверка показала адекватность данного метода;3. результаты исследования ФРЭ в пролетном режиме при энергиях порядка потенциалапространства вне катодного и анодного скачков позволяет сделать заключение, чтоосновная часть электронов достигает анода не испытав ни одного столкновения.Рассеянная же частьФРЭ имеет сложную угловую зависимость, обусловленнуюнесколькими факторами, о которых говорилось выше.
Одна из особенностей - наличиемаксимума приуглах порядка 900 между скоростью электрона и векторомэлектрического поля, что вызвано тем, что в этом направлении электроны проходятрасстояние большее, чем межэлектродное;4. разработан способ оценки индикатрисы упругого рассеяния на атоме с использованиемрезультатов зондовых измерений второй производной тока на плоский одностороннийзондвпролетномрежимеНПР.Эффективностьразработанногопродемонстрирована на примере рассеяния электронов на атоме гелия.способа113ЗаключениеСформулируем основные результаты, полученные в данной работе:1.
Построена физическая модель учета зависимости собирающей поверхности плоскогоодностороннего зонда от его потенциала, на основе, которой проведены оценкипоправки, учитывающей данную зависимость при реализации зондового методаизмерения ФРИ. Предложена формула для безразмерного максимального потенциалазонда, вплоть до которого поправка в зондовом методе определения ФРИ за счетизменения собирающей поверхности зонда не превышает 10%;2. Выяснена структура призондового слоя в плазме газового разряда вблизи плоскогоодностороннего зонда в условиях реализации зондового метода определения ФРИ спроизвольной анизотропией. Показано, что если при слабой анизотропии структурапризондового слоя имеет обычный вид, то при сильно анизотропной ФРИ возмущенныйслой состоит из двух областей.
Области, примыкающей к зонду, толщиной порядка,вкоторой потенциал падает от потенциала зонда до некоторого положительного значения,величина которого определяется параметрами плазмы, и более протяженной области,толщиной порядка длины пробега иона относительно резонансной перезарядки, гдеэлектрическое поле практически равно нулю;3. Получены соотношения, которые позволяют в отсутствие априорной информации остепени анизотропии ФРИ в плазме газового разряда для случая, когда эта анизотропиявызвана наличием электрического поля в плазме, определять для произвольногодиапазона энергий иона количество коэффициентов в разложении ФРИ в ряд пополиномам Лежандра, необходимых для адекватного описания анизотропной ФРИ.4.
Показано, что применение сплайнов для нахождения угловой зависимости второйпроизводной зондового тока при реализации метода плоского одностороннего зонда вусловиях сильной анизотропии ФР и недостатка углового разрешения зондовыхизмерений, может существенно повысить точность восстановления анизотропной ФР.5. В аналитическом виде получена связь между систематической ошибкой, возникающейпри представлении второй производной зондового тока в виде конечного ряда пополиномам Лежандра и аналогичной ошибкой для ФР, которая позволяет из результатовпредварительного эксперимента оценить необходимое количество членов ряда впроизвольных условиях, как для ФРИ, так и для ФРЭ.6.
Для плазмы, с так называемой, зеркальной симметрией, которая часто реализуется вэкспериментах, доказано, что для нахождениякоэффициентов Лежандра ФР методом114плоского одностороннего зонда достаточноориентаций зонда, а некакэто следует из общих соотношений.7. Исследована возможность прямого измерения (то есть, без разложения в ряд пополиномам Лежандра) зондовым методом немоноэнергетичной ФР при ее произвольнойзависимости от направления движения частицы. При условии, что ширина аппаратнойфункции зондового метода много меньше энергетической ширины ФР, полученынеравенства, связывающие энергетическую и угловую ширины ФР, при выполнениикоторых может быть измерена при произвольной (в известном смысле) анизотропии;8. Разработаны физическая модель и аналитическая теория для расчета ФРЭ в условияхпролетного режима НПР, когда отношение разрядного промежутка к длине пробегаэлектрона относительно процесса упругого рассеяния менее 0.5.
Теория проверенасравнением с численными расчетами методом Монте-Карло.9. На примере НПР в пролетном режиме экспериментально проверен разработанный в Гл.3 зондовый метод определения анизотропных ФР заряженных частиц без разложения вряд по полиномам Лежандра. Проверка показала адекватность данного метода.10. Разработан способ оценки индикатрисы упругого рассеяния на атоме с использованиемрезультатов зондовых измерений второй производной тока на плоский одностороннийзондвпролетномрежимеНПР.Эффективностьразработанногопродемонстрирована на примере рассеяния электронов на атоме гелия.способа115Список литературы1. Langmuir I. // G. E. Rev.
- 1923. - Vol. 26. P. 731.2. Langmuir I. Positive ion currents from the positive column of mercury arcs.// - 1923. - Vol. 58,Issue 1502. - Pp. 290-291.3. Langmuir I.// J. Frank. Inst. - 1923. - Vol.196. - P. 751.4. Langmuir I. and Mott-Smith H. M. // G. E. Rev. - 1924. - Vol. 27. - P. 449.5. Langmuir I. // G. E.
Rev. - 1924. - Vol. 27. - P. 617.6. Mott-Smith H. M. and Langmuir I. The theory of collectors in gaseous discharges.// PhysicalReview. - 1926. - Vol. 28. - Pp. 727 - 763.7. Langmuir I. and Found Clifton G. Metastable Atoms and Electrons Produced by ResonanceRadiation in Neon.// - 1930. - Vol. 69. - Pp. 604 - 605.8. Clifton G. Found and Langmuir I. Study of a neon discharge by use of collectors.// PhysicalReview. - 1931.- Vol. 39.
- Pp. 238 - 253.9. Stark.// Ann. d. Physik. - 1905. – Vol. 18. P. 212.10. Compton Turner and McCurdy. Theory and experiments relating to the striated glow dischargein mercury vapor.// Phys. Rev.- 1924.- Vol. 24. - P. 597.11. Druyvesteyn M. J. The Low Arc Volt.// Zeitschrift fur Physik. - 1930.
- Vol. 64, Issue 11-12. Pp. 781-798.12. The Characteristic of electrical discharges in magnetic fields/Ed. by A. Guthrie. R.K.Wakerling. N. Y.: Mc Graw - Hill. - 1949. - Pp. 77–86.13. Johnson E.O., Malter L. Double-Probe Method for Determination of Electron Temperatures inSteady and Time-Varying, Gas Discharges.// Phys. Rev.
- 1949. - Vol. 76, N 9. - Pp. 1411 1412.14. Johnson E.O., Malter L. A Floating Probe Method for Measurements in Gas Discharges.//Phys. Rev. - 1950. - Vol. 80, № 1. Pp.58 - 68.15. Каган Ю.М., Перель В.И. Зондовые методы исследования плазмы. // УФН. - 1963. - Т.LXXXI. - Вып. 3. - С. 409 - 452.16. Чен Ф. Электрические зонды//Диагностика плазмы: перевод с англ./Под редакцией Р.Хаддлстоуна, С. Леонарда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
