1 / 15

Plasma omadused

Plasma omadused. Kvaasineutraalsus :. ?. Kui temperatuur on elektronvoltides , siis on kineetiline energia vabadusastme kohta. Suhteline kõrvalekalle kvaasineutraalsusest. T’ = 10 eV , r = 5 cm, n 0 = 10 16 m -3. Laengujaotus välises elektriväljas (“baromeetriline” valem). E.

candid
Download Presentation

Plasma omadused

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Plasma omadused Kvaasineutraalsus: ? Kuitemperatuur on elektronvoltides, siison kineetilineenergiavabadusastmekohta Suhtelinekõrvalekallekvaasineutraalsusest T’ = 10 eV, r = 5 cm, n0 = 1016 m-3

  2. Laengujaotus välises elektriväljas (“baromeetriline” valem) E N(x)? Kihi paremale servale mõjub lisajõud , mis peab olema kompenseeritud suurema rõhuga Rõhkude vahe: x dx Kuna , siis A - kihi pindala Positiivsete laengukandjate kontsentratsioon kasvab potentsiaali kahanemise suunas x x1 x2

  3. Debyeekraneering Laeng Q plasmas, milles laengukandjate kontsentratsioon häirimata tingimustes on n0 ja temperatuur T r Ilma plasmata , milline nüüd? Poissoni võrrand

  4. Debyeekraneering Olgu osakeste kineetiline energia palju suurem potentsiaalsest: Rittaarendamisel saame ja Dimensioonianalüüs: vasakul – [V m-2]; paremal – sama. Seega (…) dimensioon on[m-2] Debye pikkus Võrrandi lahendid

  5. Debyeekraneering • Ääretingimused: • lõpmatuses on proovilaengu potentsiaal null ja • laengu läheduses on potentsiaal sama, mis vaakumis, saame: Debye pikkus on distants, mille puhul tavaline Coulombi potentsiaal kahaneb e korda. lD-st suurematel distantsidel kaovad laengukandjate individuaalsed omadused ja ioniseeritud keskkonna omadused on määratud kollektiivsete efektidega. Kui ioniseeritud gaasi ruumala lineaarmõõtmed L ületavad oluliselt Debye pikkuse , on tegemist plasmaga L >>

  6. Kõrvalekalle kvaasineutraalsusest 0 d n0 = ni =ne W ? x x E x = x’: kuna x ≤ 0, 0 ≤ x ≤ x’, X’ x’ ≤ x, x’ d Maksimaalne eraldumine on määratud soojusliikumise energiaga

  7. Debyeekraneering Kui T- kelvinites ja n - m-3 Osakeste arv Debye sfääris Kui T – eV-des ja n – cm-3 Plasma puhul on enamikel juhtudel L >>1

  8. Debye pikkusesõltuvuskontsentratsioonist; parameeter - temp. eV-des Debye pikkus, m T’, eV 104 50 5 1 0,21 Kontsentratsioon, m-3

  9. Osakestearv Debye ruumalas f-natemperatuuristeV-des; parameeter - plasma kontsentratsioon, m-3 1014 1016 ND 1018 1020 1022 Temperatuur, eV

  10. Plasmasagedus V t0 t Plasma Üheleelektronilemõjuvjõud E x Liikumisvõrrand Lahend: harmoonilinevõnkuminesagedusega Plasmasagedus  aeg, mille jooksul plasmas likvideeritakse kõrvalekalded kvaasineutraalsusest

  11. SI: np 9 108 Hz np 9 1010Hz t  1 ns t  10ps n = 1016 m-3 n = 1020m-3 Plasmavõnkumised tekivad juhul, kui nende sumbumistegur on väike, st elektronide põrkesagedus neutraalsete osakestega on oluliselt väiksem kui plasmasagedus & Debye raadius on selline vahemaa, mille osake läbib plasmavõnkumiste perioodi jooksul

  12. Plasma esinemispiirkond Tokamak Virmalised Säästulamp

  13. Temperatuur ja ionisatsiooniaste ni/(nA+ni) Plasma: ni = ne ja Boltzmanni valem I Saha valem Ek (I, T’ – eV-des!) Argoon: I = 15,76 eV, T = 4000 K, nA = 1022 m-3

  14. Plasma klassifikatsioon <<1ideaalne, sel juhul ND >>1 Vastasel juhul - mitteideaalne Ep/Ek= g Ideaalne Mitteideaalne f(e) Klassikaline Kvant- Fermionide puhul F-D jaotus 1 T (eV) Kui T<< eF, on kvantefektid tugevad e eF Teisiti: & osakestevahelinekaugusr n-1/3 Kvantplasma, kuildB>n-1/3 Ka kvantplasma võib olla ideaalne või mitteideaalne

  15. Plasma klassifikatsioon Lorentzi gaas Kõrgetemperatuuriline(termiline) Kõigiosakesteenergia on piisavionisatsiooniks, T’> 10 eV, T  105K Kõik komponendid omavad sama energiat (Te Ti  Tg), ionisatsiooniaste  1 Madalatemperatuuriline(mittetermiline) Tasakaaluline Te TiTg (kõrge ionisatsiooniaste, e-e põrked) Mittetasakaaluline Te >> TiTg (madal ionisatsiooniaste, e-n põrked) Kui ni/(nA+ni) < 10-3

More Related