СВЧ диагностика газового разряда — страница 3

  • Просмотров 4557
  • Скачиваний 451
  • Размер файла 48
    Кб

Здесь L – характерный линейный масштаб исследуемой среды, Nd – количество заряженных частиц в сфере Дебая. Различие между газовой плазмой и ИГ определяется соотношением для частот. Хотя понятие плазменной частоты для ИГ не имеет физической реальности. Невыполнение в (4) вторых соотношений (плазменных приближений) приводит к нарушению условия квазинейтральности, а невыполнение третьих, – приводит к нарушению электрической

однородности: газ становится слабоионизованным, тепловое движение “маскирует” кулоновские взаимодействия: kT>e2(4πεoδ)–1. В ГРП время флуктационного разделения зарядов tn = 1/wn необходимо заменить на время релаксации локального заряда, – максвелловским временем tМ. Время tМ определяется через равенство токов смещения и токов проводимости: (5) Для исследуемой среды tМ имеет значение на много порядков большее по сравнению с

подобной величиной для металлических проводников. Для ИГ при изменении ne от 1015 до 1018 м–3 и значение tМ изменяется от мс до мкс. На рис. 1 приводятся параметры различных видов ионизованного газа [2]. «Техническая» плазма размещается в закрашенной левой верхней четверти рисунка. Колебательные и волновые процессы в исследуемой среде определяются по воздействию на электрическую компоненту. Выделяются три области частот: nn , с–1 n, м

–3 1016 1020 10–4 10–6 109 Т, К 108 1012 1016 1020 102 104 10–2 δ=1м 102 10–4 10–6 107 105 Рис. 1. Свойства природной и лабораторной газовой плазмы: 1 – дуга высокого давления, 2 – ударная труба, 3 – термоядерный реактор, 4 – дуга низкого давления, 5 – эксперимент по синтезу ядер, 6 – пламя, 7 – плазма щелочных металлов, 8 – флуоресцентные лампы, 9 – солнечная корона, 10 – ионосфера, 11 – космос, 12 – межпланетное пространство. ВЧ – n > 1/teо, СЧ – 1/teо ≤ n ≥ 1/tМ, НЧ –

n < 1/tМ . (6) Между wn, teо , tМ существует однозначная зависимость: wn2 teо tМ = 1. Если tm>te0, то tn>te0 и наоборот, если tm<teо, то tn<teо. Первая пара неравенств характеризует свойства ГРП, вторая – газовой плазмы. Следовательно, в качестве временнόго критерия подобия можно использовать безразмерную величину: Та = tМ/teо. (7) Рассматриваемая в работе среда удовлетворяют условию: Та>>1 [1]. 1.2. Методы диагностики газоразрядной плазмы К

определяемым параметрам плазмы относятся плотность n, электронная Te и ионная Ti температуры, интенсивность излучения, электрические и магнитные поля и другие. Понятие «температура» обычно используется условно, так как распределение частиц по энергиям в лабораторной и космической плазме редко бывает максвелловским. В таких случаях речь идёт о кинетической температуре, т.е. о средней энергии частиц. Методы диагностики плазмы