АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ОСНОВЫ ЗОНДОВОГО МЕТОДА

Рассмотрим изменение тока на зонд в зависимости от его потенциала (рис. 5). Эту зависимость можно получить, используя простейшую схему включения одиночного зонда, приведенную на этом же рисунке. Важно помнить, что измерения одиночным зондом возможны только при наличии опорного электрода в плазме (обычно это электрод, находящийся под потенциалом земли). Ход кривой можно качественно объяснить следующим образом. В точке зонд имеет тот же потенциал, что и плазма, электрическое поле отсутствует, и заряженные частицы поступают на зонд только за счет своих тепловых скоростей (обычно величину называют потенциалом пространства или плазмы). Ввиду существенного различия масс электронов и ионов на зонд идет преимущественно электронный ток. Если зонд находится под положительным потенциалом относительно плазмы, то электроны, двигаясь к нему, ускоряются, а ионы отталкиваются; в результате тот небольшой ионный ток, который присутствовал в области отрицательных потенциалов, при потенциале , исчезает. Таким образом, у поверхности зонда образуется избыток отрицательного заряда, который нарастает до тех пор, пока его полный заряд сравняется с положительным зарядом зонда. Эта заряженная оболочка – «слой» обычно очень тонка и электрическое поле за ее пределами очень мало, поэтому плазма остается невозмущенной. Электронный ток составляют электроны, которые попадают в слой при хаотическом тепловом движении. Площадь слоя практически не меняется при увеличении потенциала зонда, поэтому участок «А» зондовой характеристики плоский. Он называется областью электронного тока насыщения.

Если потенциал зонда сделать теперь отрицательным относительно точки , то электроны начнут отталкиваться, а ионы притягиваться. На участке «В», который называется переходной областью, или областью отталкивающего поля, электронный ток падает с уменьшением потенциала зонда. При максвелловском распределении электронов кривая па этом участке после вычета ионного тока представляет собой экспоненту. Наконец, в точке зонд становится настолько отрицательным, что отталкивает все электроны, за исключением небольшого числа, поток которых равен потоку ионов, так что результирующий ток на зонд равен нулю. Такой потенциал приобретает помещенный в плазму изолированный электрод (величина обычно называется «плавающим потенциалом»).

Рис. 5. Простейшая схема включения и вольт-амперная характеристика одиночного зонда

При еще больших отрицательных значениях потенциала зонда, почти все электроны отталкиваются от зонда, поэтому вблизи него образуется ионный слой и на зонд течет ионный ток «насыщения» (участок «С»). Участок «С» аналогичен участку «A». Существует, однако, ряд отличий в собирании частиц в областях ионного и электронного токов насыщения в зависимости от соотношения между собой параметров , и , которые не были первоначально учтены Ленгмюром.

Таким образом, особенностью ВАХ зонда в плазме является ее сложный, нелинейный характер, обусловленный различием движения в электрическом поле двух сортов заряженных частиц противоположного знака с существенно разными тепловыми скоростями.

Задача теории заключается в установлении связи между измеряемой ВАХ зонда и параметрами плазмы в невозмущенной области плазмы. При этом в теории решается прямая задача – параметры плазмы предполагаются известными и для них вычисляется вид и . В эксперименте решается обратная задача – по известной зависимости определяются параметры плазмы. Для того чтобы связь между ними была однозначной, требуется соответствие предположений теории условиям эксперимента.

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 353 | Нарушение авторских прав