1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 129
Текст из файла (страница 129)
ч 2 на,„) ' '! и 1»е )ш!чп01'О иоп»!ли[»у!()и! г. и ! м т .,: ..;:.,- зиачениясхимевотопреи К юмс мжо, излп рсш!ь!е з :,к,, "глз "- ! о взвеспш природа ) ко их..., .;..'""' "я '!в -' тификация может .:; и зо время протекаи и (иск(расы п1! (Ки)! и 3 '»н'и!»('"» Плазмь ки)льва ( ионна-молекулярных * реакции ц»ви 1 л 3)»ы, а также пал!»Оных ж( а' я,з 1» . ", и ', . '-; '. "!Гз в примесях образую" и л! г л и ' 1: и" 1: злв(ц !»'(»(я Новыми, часто ж11 а»вно!О 1ипз.
л! с" )О!' !'анной Рекомбинации Кзк правила, коэ()ф (» ' г (-л!' ' !О ' ) е 'ся по в(знным О ско[»ас! и у»'мш1ш1юипя пл )т !алме. )[Ля проб(ж ~бра ю~ Газа и по.! ч, . " . =::„, пользу!отея пол чаювцш!ся плазмы ос»ычно дчя ЗОНПНГ»овзн11Я па.вуч ... ьк таков м(*'вод являет )ехпикоп СВ 1. 1»оскол ку '..
*' л ет щив жс м(«в(лы, авгисьвваемые Лебон [3, 4), Месси л)!и!ь вкратце уп(гипнаются в д ,ан(юй главе. СВЧ измерениях. Впервые енепа для опрев!елеиия коз(р(!)1(циентав т хника СВ(1 была применена для апреле р()камби1мш!и в 1840 Г. Виаил, ' у гвоказзна схе(!з устаиовкв„на ко!оров Г)исл)ВП, г»и ме волово!с»! н гл, 4, вв,и «в»:гл.)0,410,о «Омгл 11,, ',в «л». глава ш И вор«ви«о ово вги„ои виовгв «' «од«о иоц~ ' и ". гог Лв«вер толи и»сев и В«о«оияи ив или«прав в авив в «о«а«~у«оющи« ио«ваг * и исследования рекомбинации уже позднее. В цилиндрический кварцевьп! сосуд, помещенньш в цилиндрический полын резонатор, резонансная частота которого равна 3000 Л4гг(, впускается газ высокой чистоты при давлении от 1 до 25 мм рт, ст. Затем с помощью СВЧ генератора (магнетрона, показанного в правок части схемы) создается импульсный разряд переменной длительности (от 1О мксек до 1 мсек и более).
Г!Ри правильно выбранных условиях эксперимента основным эффектом, вызванным Рекоггвиплшгя Лг ! У 2 ! 1 1»7«в)г (12.7.1) ом ч — частота электронных столкновений„ш — угловая в !«отороа »в ,2 г! частота зондцругощего сигнала, а па=ты )е' ). Средняя взвешенная плогзгость электронов определяется соотношеняем (12.7.2) ногемы ««Рез резонатор плгос электроны» совпадает с частотой сигнала. ч.пкснгуя ф снруя время появления лшнимального отражения прн !наличных частотах зопднругощего сигнала, можно получить временну! ную зависимость смещения резонансной частоты и тем — врсггеннуго зависимость средней плотности электронов.
Временные измерения проводятся с помощью направленного ответ вителя, с теля, усилителя и осциллографа, показанньгх на схеме. Расстройка резонатора связана с плотностью электронов равенством (24, 71, 72) Ф и г. Ю.7.!. Упрощенная блоя-схема СВЧ я оптячещ:ей аппаратуры, применявшейся Виеядя [70! пря исследовании реяомбянаш.а а распадающейся плазме. образовавшимися в разряде свободными электронамп, будет из. менение резонансной частоты резонатора. Если известно пространственное распределение электронов в кварцевом сосуде„ то по измеренным изменениям резонансной частоты можно получить абсолютные значения средней плотности электронов.
Для измерения изменений электронной плотности в распадагощейся плазме разряда с помощью клнстрона, работа!ощего в режиме незатухающей волны, в резонатор подаетсязонднругощий сигнал небольшой мощности, так чтобы возбудить в резонаторе волну типа ТМого. Уровень этого сигнала достаточно низок, чтобы он не вызывал сколько-нибудь заметного возмущения спектра электронов плазмы. Диэлектрический эффект электронов вызывает смещение резонансной частоты резонатора, которое зависит от средней плотности электронов, умноженной на квадрат напряженности электрического поля.
Зондирующан нсзатухагощая волна малой мощности частично отражается от резонатора, причем отражение минимально, когда резонансная частота где Š— элсктриче.кос поле зондирующего сигнала, а интеграл б тся по объему резонатора. Перссон (71) указал, что нследствпс макроскопическои поляризации плазмы равенство ! неприменимо в области высоких электронных плотностей, а Оскам (73) подчеркнул, что это равенство неприменимо н при высоких уровнях мощности зондирующей незатухающей волны— вз-за нагревания плазмы и возможного образования вторичных электронов На ускаиовке, показаннои на фиг. !2.7.1, исследовались также спектральное распределение и изменение во времени интенсивности света, излучаемого плазмой. Определяя о-повременно электронную плотность и абсолготную интенсивность рекомбинационного излучения, в принципе можно о, удн чнть коэффициент рекомбинации, хотя такой метод дает пока лишь качественные результаты.
Наблгодення пространственного Распределения излучения показали, что оно не вызывается рекомбинацией электронов и положительных ионов ни стенках (фнг. 12.7.2). Измерения же интенсивности обнаруживагот„что это излученпе пе связано с процессами ударного возбужденна под действием мчектронов. т)тобы убедиться в этом, с помощью зон ируюгцего сигнала не очень большой мощности мгновенно гд р)г! увеличпвагот энерппо электронов в период распада п. змь.
В результате такого возрастания энергии интенсивность наблю- в) Раяеаетво (!27 !) справедливо лишь а том случае, если частота столкеоаений не аааяеят от »дергая. 1ЛВЛ РГ КОМЬИИЛШ !Я Я!МСРСИО| «СИИ) СЕИГСОРИИС СКСИ стст -» е- Л"-1-Л. (12.7С4) Аг'+ Лг 1 Аг -- сА~,! -1-Лг Лг '+ Лг + Пс -ь АГ,,' + 11е (12.7.6) (12.7.6) или «ЙЮа~в ДаЕМОГО ПЗЛУЧСНПЯ УМСЧБ !БГРСТСЯ, ИОСКОТИ КУ ! Р1: т 1 ' ' 'л ь,' !1 1 этом сБнжастсЯ СКОРОСТЬ РСКОМЫ1БЭ!ТШ1. ЕСЛИ ЖС СВСЧШШС !РЯСГЭДЭ, Г Ес мы оыло бы вьжваиа И17ацессаа!7! вазбуньдсиия пад действ .РОИ1ГЗГО удара, то 77!!ТСПСИ7.'НОС!о СБС1Э ДО,'1РКНЭ 6ЫЛЯ ОЬ! возрасти при уосличш!Ии эиерпи! Злектроиав. 1'ак!Рс Баблш я пака-ывэ!»71 па в опытах Бионди свет, испускэсмьш расиадашигш!ся п размой, дпштои!ельно вожшкаш прп аб!Рталвай электрон-!Ганн»п рскохцРИИЭ7!!77!. Исследооаиие испу!цшшо!а излучения позволяет также сделать н! ка!Ор!ае выоо.ш! а природе объсмнов рекомбинации.
Фиг. 12.7.2. 1 .с "а! 272. Прост; аис:асч!Иос распраделсгмс шлуссяая распалаюшоися плазмы, иаблкБРааотеася а7муальио Ваонлп 17171 Брп яссл«7товаиж! рскомбпваи7ги а расг!Яда!от!!Сися Блаамс. а-. СВЧ рссрс", а . и ~к!стьсьыя рыры ссстссксстс тока. В тех случаях, когда процссс рсьомби!Гащ!Б связан с Нейтрализацией Б1!Гаалэдгя01дих пачажитсльнььх иОБОВ, я Отрицэтслы1ьш ИОНЫ ЫС ООЗНИКЭ!01, МОЖНО НЯПИСЯГЬ 17сссс;' П саГДЭ ПНТЕНШ!О- ность рш!амбкнационнаго !гзлучсивя должна быть пропарц!И1- нальиаи Б2, сслп имеет место иарпая рскамб!и!Яцпя (и плот- НОСТЬ ЭТСКТРОНОВ).
ВРО ПРСД1ЮЛОЖСНБ11 1%Лип! рдИЧОСР, В О! Ь11дк знаиди с неоном Б эрганои, ираоадиьци!Ься в услаьшх, при кОГОрых должны бы,!1! П17сагблэд171ь»„'Б7»зэ(сиди!,!с палажитсль- НЫС ИОНЫ. Описание методики, !юлсабиай то.и ко чта рассматре;шой нами„можно Найти в статьях, !!И! БРВ 11ьж Биоилп (701 и БейтСОМ Б,71!ЬТГариа (24). КРОМЕ !Г77ТР, с!!ГытГЕЛ10 СГ!Сдуст ОбрагМРГЬ Ос»бас' янпмяиие нз пос,ш и!ш!О сс'рию сГятсй Кс( ра и ш'0 коллег (74--76!). Влектрони(!а плагнсс!Р м!Окно ГР!Кжс определить я »пимах Бо рскамбпиэш!и, набл!Одзи Бзмеишпц; СВЧ сигнала, пэаходяше!о через ряспадаюшу1ася плазму'). б.
результаты СВЧ исследований рекамбнпации при низкой температуре. Послед!Же данные Биоиди ио рекомбинации о нсопс п арганс излагак!тг:я в статье (701, в кот!арой ош!сань! п пред!ЦПИ1ис мстадь!. Биа1ши у!тэна!Жл, чта завис!!Масть электрон. ио!1 пзк!ТР!Ости от времени и дэолснии !шдшгп7ется зэкоиу парной объемной элскзроп-ионной рекомбинации в широком интср- Б;тле измснсния пср!'Мс'нных, э козфс)Не!и!'и "Гы рскомбпнации саставлякм 10" -10 ' сл',!с*к (и ега опытах давление газа менялось в ирсдслэх от 1 до 25 и,я р!. с7., эле!Прапная температура была равна около 30(Г К, э плотности элшлронов были порядка 10ь- — 102 сл! 2).
Была показана, что причи11оп больших значении наалгодасмьж скоростей рекомб! нации является диссо1иьятияная рекомбинации Чтобы устаповпть ЗТО, вначале были проведены измерения на гении, содержащем осего льипь 0,1о712 Аг. В этом случае оо время разряда птре17ЙРэгсает ионизация типа Пениинга (см. ~ 2, п. «ба, нястоящсп главь!) Не' 1- Аг ° Пе+А! '+-е (Бидскс и означает метастабильное состояние гслия». Эта реЭкцИя БОЗМО?Киа, и»СКОЛ ЬК'* МСТЭСТЭ6БЛс НЬГЕ ураОНИ ЭТОЛ1Э ГЕЛНя ложа.! выи!с предела ионизация аргонэ.
Вследствие низкой коицср!трэц77И атомов ар10иэ !сстнвс!.сия А1'" и АГ2 о результате ре- ЯКЦИй (см. гл. 9, 9 9, и. «аа) должна протекать очень медленно и поэтому не может приводить к появлепи!о заметных концсптраций МОЛСКУ71яттР1ЫХ ИОНОБ ЭРГОНЭ НЯ ПРОТЯЖСНИИ ИССЛСДУСМОГО ИС- риаттэ распада плазмы. Сл!"Ларэтельио, в рэспэдя1аитас'!1ся плазме должны преобладать ионы Аг', а дпссоцнативная рскамбинация не далРкнэ проявляться в скал1тка-нибудь заметной стспшш 11р!Р таких 1'слооиях Биарши иабл!Одял уь1сиьшш1и!т плотности исков и элсктрОНОБ 70лька зэ счст эмбииалярнаи Диффузии Происходив!пая прп этом рекомбшсация была радиационного '1 Пьь, например, 177..7Э» 688 Ргкамвн>>линя глав» гз типа и характеризовалась коэффициентом, слишком малым для того, чтобы его можно быз>о определить СВЧ методамп.
Бпонди утверждает, что этот коэффициент был по крайней мере в 1000 раз меньше, чем обычно нзмерясмый для аргана. При повторешш измерении и чистом аргонс предполагалось, что будут образовываться ионы Агз в резуль~ате реакции (12.7.5), прячем этот тпп ионов будет преобладающим в распадающейся плазме, а диссоциатиппая рскомбинация будет, как обычно, играть при этом важную роль. Денстпитсльно, в чистом аргоие наблюдалась обычная пысокая скорость уменьшения концентрации зарядов за счет рекомбинации. Керр и его коллеги [74 — 76) исследовали распад очень чистой, слабо иоиизированной гелиевой плазмы при давлении от 0,25 до 21,4 мм рт. ст.
Вначале в распадающейся плазме преобладали процессы образования новых заряженных частиц. В оплести давлений от 3 до 21,4 лсм рт. ст. процесс убыли зарядов на поздних стадиях распада плазмы представляет собой, повидимому, амбиполярную диффузию с участием однократно заряженных положительных ионов, для которых величина Я„р) =697 см' ° мм рт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
