1. Плазма. Способы её получения.

Плазма – проводящий эл. ток газ;

- газ, в кот.значительн. часть атомов и мол-ул ионизированы;

- газ, состоящий из положит.иотрицат. заряженн. застииц в таких пропорциях при кот. общий заряд =0;

- квазинейтральный газ заряженн и нейтральн частиц, кот проявляют коллективныесв-ва;

-собрание свободно движущихся разноимённо заряж. частиц, т.е. ионизированн газ (дебаевская длина мала по сравнению с объёмом, занимаемым плазмой)

Способы получения:

1. НАГРЕВ – при повышении Т, V-ти молекул увеличиваются, они диссоциируют в атомы, из которых затем отрывается электроны и появл-сязаряж частицы (2000-3000 ˚С), газ ионизируется. Если T увеличивать до 10 000 000 000 ˚С то отрываюся все электроны.

2. Ионизация электромагнитным излучением.

3. получение плазмы в газовых разрядах:

тлеющий газ.разряд; дуговой магнитронный искровой высоко и сверхвысокочастотный.

2. Модель трёхчастичной плазмы.

М/уплазмой кот получается методом нагрева и методом ионизации электромагнитным излучением имеется существенная разница – плазма газового разряда при пониж давлении в термическом смысле явл-ся неравновесной. Самая распространённая модель такой плазмы – трёхчастичная. Считается что плазма сост. из: *нейтральной компонентыT₀и n₀ *однозарядных ионов и электронов T_in_iи T_en_e.

T_е>>Т_i>Т₀ – поэтому плазма считается неравновесной.

Самый распространённый плазмообразующий газ – аргон.

Плазма получ. при термическом нагреве имеет температуру электронов ≈Т_е≈Т_i,T₀

Плазма газ.разряда получает энергию за счёт прохождения эл. тока, а охлаждается за счёт теплообмена с пов-тью. T_e>T_iпотому что масса электронов много больше массы ионов. Внешний источник передаёт энергию электронам, а ионы преобретают в основном энергию за счёт столкновений

4. Дебаевский радиус.

При заданной концентрации и температуре плазмы, имеется характерный масштаб r_D, удовлетворяющий следующему условию:

х≤ r_D, то в пределах скорости с линейным размером х разделения заряда происходит без существенного влияния поля на их движение.

Если х>> r_D,то концентрация частиц противоположных знаков, в данном случае, скорость приблизительно одинакова.

[эВ] = Т°/11600.

Приравниваем напряжение и энергию и тогда: х ≈ r_D.

= 4πne² r_D².

r_D ≈ ( / 4 πne²) – экранированный радиус Дебая.

Дебаевский радиус экранирования зависит от температуры. С увеличением Т° дебаевский радиус увеличивается, с возрастанием концентрации частиц r_D убывает.

1. Если Т→0, то и r_D →0.

2. r_D с увеличением плотности уменьшается. И с физической точки зрения экранировка будет более эффективной.

5. Движение заряженных частиц в плазме.

Сущ. 2 подхода:

Знать законы движения электр; ионов под возд. эл. Полей и хаотическое движение нейтронов.

Процессы при сталкивании частиц.

Движение заряжённых частиц в плазме отлич. от движения в газе и связано это с тем что в плазме движение заряж. частиц приводит к возникновению микрополей. Это поле хаотично изменяется во времени и в пространстве. В электр. магнит. полях; Выделяют оббьем с одной частицей:

А)Газ б) плазма

Для описания частиц в плазме :

1) P=nkT; Р₁+Р₂+….+Р_н;

2) Закон максвелла: Распределение по энергии :

3) для свободного пробега λ_ср- это средняя длина между столкновением ; δ=4πd² – диаметр малого атома.V=1/t – частота столкновения

!- столкновение, х- не столкновение.

Длина свободного пробега;

Пробный электрон, рассмотрим его движение: электон испытав много мелких последов. Отклонений, он забывает о своём движении, направление движение электрона изменяется на угол больше чем 90 ^о, от первичного движения. Время за которое это проходит и обратная величина.

V_e = V_ei= V_eo = V_ee – частота столкновения.

В плазме взаимно заряженные движения частично удается описать в рамках кин. Теории. Заменяя плавную траекторию условной ломаной и сводят статистический эффект слабых взаимодействий к одному удару. Это даёт возможность МКТ и правильно описывать действительность.

6. Элементарные процессы в плазме.

Могут происходить с нейтральными частицами и процесс происходит с возбужденными и заряженными частицами.

1)Диссоциации и 2)обменные процессы:

1) AB→A+B 2) AB+C→AC+B

Процесс происходит своб. атомами.

Считают что атом находиться в возбужд состоянии, когда 1 или несколько эл переходят с низкого на высокий энергетические уровень.

Электрон может испускать квант совершивший один или несколько переходов или может возб до такого состояния что не сможет выйти с него самостоятельно. Такое состояние наз метостобильным.

Потеря метостобильного состояния происходит с другой частицей или со стенкой. С метостобильно уровня он поднимается на более высокий уровень потом опускается. 1) возбуждение электронным ударом A+E=A^*

1. возбуждение электромогнитным излучением A+νh=A*

2. возбуждение при столкновении атомов A+B=A^* +B

3. возб при ионом ударе A+B⁺=A^*+B

Процесс ионизации. Это процесс образования заряженных частиц. Для этого атом должен получить энергию что бы эл отделится от него и получился полож ион. A+e→A⁺+2e.

1. этот процесс явл пороговым

2. Вероятность ионизации имеет экстр зависимость от ионизации и мах приход на E₂=20-100 эл вольт.

3. С увеличением энергии эл-в уменьшается время взаимод с электронами подсистемного атома. Ионизация при столкновении. A+B→A^*+B+e.

Явл «прилипание». Для электро отредц газов в плазме образуются отрицательные ионы из за появл высокого средства или явл прилипания эл-в к атомам этих газов. O+e→ O^- Энергия связи в 10 раз меньше чем энергия ионизации.