21 Поверхностный эффект в проводниках
Наблюдается, когда по проводу течёт высокочастотная энергия. Ближе к центру провода наведённое электричество направлено обратно.
У
K A
22 Пробой проводящего слоя
–коэффициент
динотронного эффекта
Если как минимум
,
то произойдёт электрический разряд.
Этот критерий называется критерием Тацкссенда.
–коэффициент
ионизации (линейный или объёмный)
23 Закон сохранения полного тока в плазме
Это и есть закон сохранения полного тока в плазме.
24 Высокоионизированная плотная плазма
Соударение электронов происходит с электронами и ионами. Правда, кулоновские силы – силы дальнодействия. Специфика такова, что если кинетическая энергия электронов превосходит их потенциальную электрическую энергию, то искажение, изменение направления движения ионов и электронов мало.
(в CGS)
Если кинетическая энергия меньше
потенциальной, то происходит рассеяние
частиц. Когда
– кулоновский радиус
–эффективное
сечение рассеянных частиц
Однако, в действительности эффективный радиус рассеянья больше этой величины, из-за того, что кулоновское воздействие происходит не на очень малых расстояниях.
где
.
Это логарифм эффективного сечения
рассеянья.
–радиус Дебая
Для воздуха, когда
в единице объёма 1014
см-3
при температуре 1 эВ (1эВ = 11600К)
.
Плотная плазма отличается ещё и тем, что в предыдущем объекте нет термического равновесия. Более того, там основные частицы – электроны, и для них нельзя говорить о температуре. Температура – мера средней энергии хаотического кинетического движения частиц. Необходимо Максвелловское распределение частиц. В плазме высокого давления такое распределение возникает вследствие частных соударений электронов между собой. Это квазированное состояние. Поэтому можно говорить об электронной температуре плазмы, которая, впрочем, может отличаться от ионной.
Как правило, в плазме имеется не одна температура, но в теоретически равновесной плазме говорят об одной температуре. Здесь ионы и электроны имеют одну температуру.
Равновесие плазмы описывается уравнением Саха:
.
Формула экспериментальная.
Проводимость плазмы (воздушной, аргонной, азотной):
,
с погрешностью до 3%, причём
;W
= 6,2 эВ
Даже равновесная плазма имеет детальное равновесие, причём температура несколько отстаёт от энергии плазмы. Имеются области с более высокой температурой, и здесь ионизация происходит более интенсивно, а когда эти ионы попадают в области с более низкой температурой, там происходит рекомбинация, и отдаётся та энергия, которая была затрачена на ионизацию. Так устанавливается полное равновесие в плотной плазме.
25 Излучение плазмы
Плазма излучает в УФ, ИК областях и даже в области рентгеновских лучей. Эти излучения бывают трёх типов:
1)Дискретные – когда электрон переходит на более низкие уровни
2)Сплошной спектр рекомбинационного излучения при соударении второго рода между положительными и отрицательными ионами, или положительным ионом и электроном
3)Тормозное излучение. При торможении электронов возникает рентгеновское излучение.
В некоторых случаях в плазме отсутствуют дискретные излучения. Это происходит, когда плазма состоит из лёгких атомов водорода, дейтерия и т.д.
Тяжёлые атомы всегда дают дискретный спектр, потому, что атомы теряют лишь внешние электроны. Тяжёлые атомы иногда появляются в плазме неконтролируемо и не при термоядерной реакции. Это происходит, когда ионы бомбардируют стенки сосуда.
В плотной плазме происходит рассеянье света. Кванты света рассеиваются на атомах и изменяют своё направление.
Если первоначальное излучение не покидает плазму, то такую плазму называют замкнутой.
Рассеянье плазмы происходит по закону Релея.
4)Циклотронное и синхротронное излучение плазмы
Электроны и ионы плазмы движутся. Движение это происходит как хаотически, так и по силовым линиям поля. Если имеются и магнитные поля (внешние и в самой плазме), то сила Лоренца заставляет заряженные частицы двигаться по окружностям. В результате возникает циклотронное излучение плазмы.
Если скорости заряженных частиц в плазме очень велики, то излучение является релятивистским, оно называется синхротронным.