АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Электронный ток на отталкивающий зонд

Самый общий подход к описанию тока на зонд основан на использовании функции распределения электронов по скоростям (ФРЭ) у поверхности зонда. При этом нужно связать ее с ФРЭ в невозмущенной плазме. Поскольку мы предположили, что столкновения отсутствуют, справедлива теорема Лиувилля, согласно которой функция распределения не меняется вдоль траектории частицы в фазовом пространстве , т. е. .

Другим условием является предположение о том, что плазма однородна и изотропна. Тогда функция распределения зависит только от энергии электрона , т. е. является функцией распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ). В потенциальном поле изменение энергии не зависит от формы траектории, поэтому аргументом ФРЭЭ является . Если ФРЭЭ в невозмущенной плазме , то в области электрического возмущения . Отсюда для плотности электронного тока на зонд получают наиболее общее выражение:

, (4)

где – концентрация электронов в невозмущенной плазме.

Выражение (4) справедливо для зондов с выпуклой поверхностью при условии, что зонд не возмущает плазму. Также необходимо, чтобы отсутствовали отражение электронов от зонда, вторичная электронная эмиссия с зонда, генерация и рекомбинация носителей зарядов в слое. Работа выхода электронов с поверхности зонда в различных точках должна быть одинаковой. Поверхность зонда – чистой, а также отсутствовали магнитное поле и колебания потенциала плазмы.

Если функция распределения электронов по скоростям максвелловская:

, (5)

тогда из (4) используя табличный интеграл , получим:

, (6)

где – хаотический (тепловой) ток на зонд, – среднеарифметическая скорость электронов.

В случае (относительно плазмы) на зонд поступает электронный ток только за счет хаотического движения, и тогда по электронному току насыщения можно оценить концентрацию плазмы.

Важно помнить, что изложенный метод определения концентрации плазмы по электронной ветви насыщения корректен только в случае стационарной, однородной плазмы в отсутствие магнитных полей. Поскольку наличие, например, неустойчивостей или даже слабых магнитных полей может существенно исказить траектории электронов, поступающих на зонд. Таким образом, собираемый электронный ток будет обусловлен не только хаотическим тепловым движением, как это заложено в модели Ленгмюра, а и другими процессами, что приведет к существенным ошибкам в определении концентрации плазмы.

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 422 | Нарушение авторских прав