Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сборник тестовых заданий и задач по курсу «Физика низкотемпературной плазмы и электрический ток в газах». Учебное пособие.pdf
9. Зависимость α (количество ионизаций, производимых элек-
троном на пути в 1 см) от энергии электронов:
а) имеет растущую с энергией характеристику;
б) не зависит от энергии;
в) имеет падающую характеристику;
г) является кривой, имеющей максимум?
Объясните, почему.
10. Свойством тлеющего разряда является (выберите правиль-
ный ответ):
а) плотность тока разряда не меняется, меняется только площадь, захватываемая разрядом;
б) увеличение плотности тока с увеличением напряжения;
в) принципиально столкновительный катодный слой и большое
падение напряжения на нем порядка нескольких сотен вольт;
г) пренебрежимо малый объемный заряд в разрядном промежутке?
11. Наибольший объемный отрицательный заряд в тлеющем раз-
ряде локализован:
а) в положительном столбе;
б) в анодном слое;
в) в области отрицательного свечения;
г) в фарадеевом темном пространстве?
Объясните, почему.
12. Наибольший объемный положительный заряд в тлеющем
разряде локализован:
а) в положительном столбе;
б) в анодном слое;
в) в фарадеевом темном пространстве;
г) в другом, не перечисленном выше.
Объясните, почему.
13. Таунсендовский разряд (выберите правильный ответ):
а) самостоятельный разряд, нестационарный разряд характеризующийся малыми токами;
51
б) несамостоятельный и самостоятельный разряд постоянного
тока при очень малых токах, когда влияние поля объемных зарядов
пренебрежимо мало;
в) несамостоятельный разряд, характеризующийся стримерным
механизмом развития разряда;
г) несамостоятельный разряд, характеризующийся постоянным
током в разрядном промежутке?
14. Тлеющий разряд (выберите правильный ответ):
а) самостоятельный разряд, в котором существенно искажение
электрического поля объемным зарядом;
б) самостоятельный разряд, в котором замыкание тока на катоде
происходит, в основном, за счет термо- или автоэлектронной эмиссии;
в) самостоятельный разряд, характеризующийся таунсендовским
механизмом развития разряда;
г) самостоятельный разряд, характеризующийся стримерным
механизмом развития разряда?
15. Дуговой разряд (выберите правильный ответ):
а) любой самостоятельный сильноточный разряд постоянного
тока;
б) самостоятельный разряд, возникающий при сильно неоднородном прикатодном поле;
в) самостоятельный разряд, в котором замыкание тока на катоде
происходит, в основном, за счет термо- или автоэлектронной эмиссии;
г) самостоятельный разряд, в котором ионизационное размножение электронов в катодном слое невелико ~ I – потенциала ионизации?
16. Коронный разряд (выберите правильный ответ):
а) самостоятельный разряд, характеризующийся малыми токами
и слабонеоднородным электрическим полем в разрядном промежутке;
б) самостоятельный разряд, возникающий при сильнонеоднородном приэлектродном поле;
52
в) самостоятельный разряд, характеризующийся стримерным
механизмом развития разряда;
г) самостоятельный разряд, характеризующийся таунсендовским
механизмом развития разряда?
17. Искровой разряд (выберите правильный ответ):
а) таунсендовский самостоятельный разряд, характеризующийся
малыми токами и слабонеоднородным электрическим полем в разрядном промежутке;
б) самостоятельный разряд, возникающий при сильнонеоднородном прикатодном поле;
в) самостоятельный разряд, характеризующийся стримерным
механизмом развития разряда;
г) разряд, в котором плазмообразующаяся среда в межэлектродном промежутке появляется в результате эрозии электродов?
18. Барьерный разряд (выберите правильный ответ):
а) разряд в газе под действием переменного напряжения, приложенного к проводящим электродам, с условием, что, по крайней
мере, один электрод покрыт диэлектриком,
б) разряд между электродами, покрытыми диэлектриками, характеризующийся большим количеством короткоживущих токовых
нитей между ними;
в) разряд, в котором электрическое поле изменяется достаточно
медленно, чтобы все параметры плазмы и приэлектродных слоев
успели установиться;
г) разряд, в котором плазмообразующаяся среда в межэлектродном промежутке появляется в результате эрозии электродов?
19. ВЧ-разряд (выберите правильный ответ):
а) любой вид разряда в переменных электромагнитных полях;
б) разряд, в котором плотность ионов в плазме и слоях не меняется за период поля;
в) разряд, в котором электрическое поле изменяется достаточно
медленно, чтобы все параметры плазмы и приэлектродных слоев
успели установиться;
53
г) самостоятельный разряд, возникающий при сильнонеоднородном прикатодном поле?
20. Установившийся самостоятельный ток, поле которого не ис-
кажено объемными зарядам, представляет собой:
а) тлеющий разряд;
б) таунсендовский разряд;
в) коронный разряд;
г) участок на вольт-амперной характеристике, где наблюдается
насыщение по току?
21. Астоново темное пространство тлеющего разряда характери-
зуется следующими физическими процессами:
а) электроны перескакивают максимум энергии возбуждения и
ускоряются полем до энергии ионизации;
б) образуется отрицательный объемный заряд, вызывающий изменение потенциала порядка потенциала ионизации газа;
в) малостью электрического поля (почти квазинейтральная плазма, пронизываемая быстрыми электронами и содержащая медленные электроны, испытавшие ранее неупругие соударения, участвующие в объемной рекомбинации);
г) энергия электронов не достаточна для возбуждения газа?
22. Фарадеево темное пространство тлеющего разряда характе-
ризуется следующими физическими процессами:
а) электроны перескакивают максимум энергии возбуждения и
ускоряются полем до энергии ионизации;
б) электроны ускоряются и приобретают энергию достаточную
для возбуждения газа;
в) малостью электрического поля (почти квазинейтральная плазма, пронизываемая быстрыми электронами и содержащая медленные электроны, испытавшие ранее неупругие соударения, участвующие в объемной рекомбинации);
г) энергия электронов недостаточна для возбуждения газа?
54
23. Тлеющий разряд и дуговой при пониженных давлениях похо-
жи, как можно экспериментально показать, какой именно тип разряда горит в разрядном промежутке:
а) зондовым методом – в дуговом разряде температура электронов гораздо выше;
б) спектральными методами – в дуговом разряде в спектрах
регистрируются линии материала электродов;
в) по измерению плотности плазмы – в дуговом разряде плотность плазмы выше;
г) экспериментально это сделать нельзя?
24. Возникновение дуги может быть обусловлено следующими
процессами (выберите несколько вариантов ответа):
а) непрерывным или скачкообразным переходом из какого-либо
устойчивого маломощного разряда;
б) переходом из неустойчивого искрового разряда;
в) при раздвижении двух токонесущих соприкасающихся электродов;
г) при ограничении тока разрядной цепи большим балластным
сопротивлением?
25. Для зажигания разряда в магнитном поле нужно, чтобы (вы-
берите несколько вариантов ответа):
а) высота циклоиды была ниже величины ионизационной длины
пробега;
б) высота циклоиды была выше величины ионизационной длины пробега;
в) высота циклоиды была больше длины разрядного промежутка;
г) высота циклоиды была меньше длины разрядного промежутка?
26. Принципиальным отличием дугового от тлеющего разряда
является:
а) наличие существенного объемного заряда в газоразрядном
промежутке;
55
б) вторичная ион-электронная эмиссия с катода для восполнения
потери электронов из межэлектродного промежутка;
в) падение потенциала на катоде порядка потенциала ионизации;
г) скорость нарастания ионизации в газоразрядном промежутке?
27. Эффект полого катода возникает за счет:
а) интенсивной ионизации на оси системы внутри полого катода;
б) уменьшения пробойного напряжения за счет протяженного
катода;
в) плавного перехода в дуговой разряд;
г) перехода к стримерному механизму развития разряда?
28. Аномальные ионы (выберите правильный ответ):
а) многозарядные ионы, летящие к катоду в вакуумном дуговом
разряде;
б) ионы, отвечающие за обратное движение катодных пятен;
в) ионы, летящие от катода к аноду в некоторых разрядах;
г) просто название ионов в приближении, когда скоростью движения ионов мы можем пренебречь?
29. Катодное пятно представляет собой (выберите несколько ва-
риантов ответа):
а) светящееся пятно на катоде тлеющего разряда, которое увеличивается пропорционально увеличению тока разряда;
б) источник взрывной эмиссии, перемещающийся с течением
времени;
в) яркое светящееся пятно размера порядка 1 мкм, и минимальным током порядка 1 А;
г) пятно на люминесцентном экране от ионов, проходящих через
отверстие в катоде?
30. Для положительного столба газового разряда характерно:
а) большое электрическое поле порядка сотен В/см, необходимое для компенсации потерь частиц на стенки газоразрядной камеры;
б) наличие квазинейтральной плазмы;
56
в) наличие принципиально бесстолкновительного режима пролета частиц;
г) наличие контракции положительного столба?
31. В газоразрядной трубке в диффузионном режиме разряда по -
ниженного давления электроны:
а) движутся к стенке газоразрядной трубки в режиме свободного
полета;
б) движутся к стенке газоразрядной трубки в режиме подвижности;
в) осциллируют, отражаясь от отрицательно заряженных стенок;
г) уходят на электроды, заряжая их отрицательно относительно
плазмы?
32. Баланс мощности положительного столба пониженного дав-
ления определяется, в основном:
а) потерями на излучение;
б) мощностью уносимую частицами на стенку;
в) тепловыделением на нагрев газа и ионов;
г) конвекцией?
33. Для катодного пятна автоэлектронная эмиссия:
а) локально разогревает участок, через который идет автоэлектронная эмиссия;
б) локально охлаждает участок, через который идет автоэлектронная эмиссия;
в) не играет никакой роли – катодное пятно появляется за счет
термоэмиссии;
г) является причиной исчезновения катодного пятна?
57
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Даже маленькая практика стоит
большой теории.
Закон Буккера
Таблица П.1
Эффективные сечения рассеяния при температуре газа 300 К
Взаимодействующие
частицы
10
20
, м
2
Ne-Ar 31
Ar-Ar 42
Kr-Ar 50
Xe-Ar 58
Таблица П.2
Данные о длинах свободного пробега и эффективных сечениях
при температуре газа 273 К и давлении P = 1 мм рт. ст.
Газ
, ×10
−15
см 2λ, ×10 −3 см
H
2
He
Ne
Ar
O
2
N
2
2,29
1,45
3,93
4,02
3,98
4,31
8,41
13,2
9,41
4,76
4,81
4,47
58
Таблица П.3
Значения параметров однократной ионизации
для различных газов (σm – максимальное сечение ионизации
и Wm – соответствующая ему энергия электронов)
Газ Ui, эВ Wm, эВ
m, ×10
20
м
2
α1, м2/эВ
Н
2
15,1 70 1,05
4,810
22
Не 24,5 120 0,34
1,310
22
Ne 21,5 170 0,85
1,5810
22
Аг 15,7 100 3,4
20,010
22
Hg 10,4 100 4,8
26,810
21
N
2
15,8 110 3,1
8,510
22
O
2
12,5 110 3,1
5,6510
22
Таблица П.4
Средняя длина свободного пробега молекул
при
P 1 Па
и
Т 273 К
Газ He Ar H
2
N
2
O
2
λ, м
9,8210
3
5,7810
3
1010
3
4,7410
3
5,410
3
59
Таблица П.5
Коэффициент радиационной рекомбинации
Род ионов A
rek
, м3/с Te , K
Н
2
10
-17
–
Аг 2·10
-16
3100
Cs 3,4·10
-16
2000
Hg 2,3·10
-16
2000
Таблица П.6
Коэффициент Сазерленда
Газы N2O2Ar CO2Ne Kr H2Xe H2O Воз-
дух
He
S, К 116 125 142 254 56 188 84 252 659 112 80
Таблица П.7
Ионизационные токи в воздухе в зависимости от расстояния
между электродами в при давлении 1 Торр и напряженности поля
E 350 В ! см
в условиях однородного поля
d, см 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
j / j0 (произволь-
ные единицы)
2,86 8,3 24,2 81,0 373
60