slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
Az elektron szabad úthossza

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 18

Az elektron szabad thossza - PowerPoint PPT Presentation


  • 152 Views
  • Uploaded on

Az elektron szabad úthossza. Vákuumban elektromos erővonalak mentén  gázban ütközések (zigzag). ~ atomok nyugalomban. Csőben lévő atomok száma = ütközések száma. Átlagos szabad úthossz:. Pl: A ~ 10 -19 m 2 ( ± 1 nagyságrend) ; T ~ 0 ° C ; E e ~ 1 eV

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Az elektron szabad thossza' - kapila


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Az elektron szabad úthossza

Vákuumban elektromos erővonalak mentén  gázban ütközések (zigzag)

~ atomok nyugalomban

Csőben lévő atomok száma = ütközések száma

Átlagos szabad úthossz:

slide2

Pl: A ~ 10-19 m2 (±1 nagyságrend) ; T ~ 0 °C ; Ee ~ 1 eV

p ~ 1 torr (760 torr = 1 atm = 1 bar = 105 Pa = 14,504 Psi)

λe ~ 0,3 mm ; 1 / Շ ~ 2*109 s-1

Atomok rugalmas golyók A = ¼π d2

 λ nem sebességfüggő  valóságban igen (Ramsauer effect)

slide3

1 ütközés során átadott energia:

ütközések során átlagosan:

Hőmérséklet növekedés  egyensúly (környezetnek leadott – rugalmas ütközésből)

Kisülés gázvesztesége, ~ térfogati vesztesége

(gas loss or volume loss of the discharge)

slide4

Gerjesztési- és ionizációs folyamatok kisülésekben

e- energiája kisebb, mint az alapállapot és a legalacsonyabb gerjesztett állapot közti energiakülönbség

Rugalmas ütközés

e- energiája elég nagy, hogy a legalacsonyabb gerjesztett állapotot gerjessze

Rugalmatlan ütközés

slide5

Az e- energiájának növelésével hogyan változik az adott energiaállapot gerjesztése?

Adott szint optikai gerjesztési függvénye: felsőbb szint gerjesztési függvénye annak a valószínűségével, hogy a gerjesztett szintről az adott E-jú foton emittálásával relaxálódik

slide7

Szabad elektront létrehozó és eltüntető folyamatok

  • Egy atom és egy megfelelően nagy kinetikai energiájú elektron ütközése
  • Katód elektron emissziója
  • Atomok ütközése
  • Fotoeffektus (gáz atomjai, fal / elektródák)
  • „A” atom és metastabil állapotban lévő „B” atom ütközése (a metastabil állapot energiája kicsit nagyobb, mint az „A” atom ionizációs energiája)

 Penning-effektus (pl.: higany – argon, argon – neon)

  • Rekombináció pozitív ionnal ( atom)
  • Rekombináció atommal ( negatív ion)
  • Anódba csapódás
slide8

Gerjesztett állapotot létrehozó és eltüntető folyamatok

  • Atom ütközése megfelelően gyors elektronnal
  • Atomok ütközése
  • Foton abszorpció(alapállapotú vagy alacsony energiájú gerjesztett állapotú atom)
  • Foton emisszió (magasabb E gerjesztett állapotból alacsonyabba)
  • Rekombináció (elektron – pozitív ion)
  • „A” típusú atom ütközése metastabil állapotú „B” („A” gerjeszthető szintje kicsit kisebb energiájú a metastabil állapot energiájánál)
  • Foton emisszió (akár alapállapotba)
  • Foton abszorpció
  • Gerjesztett atom és elektron rugalmas ütközése

 alacsonyabb E állapot + gyorsabb e-; magasabb E állapot + lassabb e-

  • Gerjesztett atom és egy másik atom rugalmas ütközése
slide9

Townsend-féle ionizációs koeffciens: 1 e- x irányban 1 cm megtett úton okozott ionizációk átlagos száma

Townsend-féle ionizációs koefficiens

(ütközések számával; e--ok sebesség szerinti eloszlása /Eλ/ )

slide10

1 e- által 1 V potenciál hatására okozott ionizációk száma

  • E/p0 kicsi  ve kicsi
  • ionizációs vszg kicsi
  • E/p0 nagy  ve nagy
  • ionizációs vszg csökken (lásd ionizációs hatáskm)
slide11

Katód emittál 1 e--t  anódhoz eαd e- érkezik meg

 (eαd- 1) e- és (+) ion  katódba csapódva e--t hoz létre

Gyújtás

q<1  elektronáram csökken és megszűnik

q>1  elektronáram nő, minden határon túl (külső korlátozó, pl. soros ellenállás)

Gyújtás feltétele:

slide12

γ: függ a katód anyagától, az ionok fajtájától és azok sebességeloszlásától, ami E/p0

függvénye; adott gázra és katódra: ; mivel

PASCHEN törvény

slide13

Kisülések fajtái

  • I. külső hatás szükséges (fotoeffektus)
  • A önfenntartó kisülés
  • kis tértöltés  V lineáris ; (VA=Vign)
  • Townsend-kisülés /stabilizálás/
  • II. áramot növelve (Rsoros)  ionizáció nő
  • ve>>vion (E miatt)  katód közelében pozitív tértöltés  E nő; katódesés
  • III. E/p0 nő (E nő)  η nő  ionizáció könnyebb  kisülés feszültsége csökken
  • kisülés a katód egy részére koncentrálódik
  • áramsűrűség és tértöltés nő  E/p0 ; η nő
  • C η eléri a maximumot
  • IV. áram tovább nő  kisülés kiterjed normálisglimm (ködfény/parázsfény) kisülés
  • D katód teljes felülete világít
  • V. áram nő  áramsűrűség is nő (E nő)  V nő
  • anomális glimm kisülés
  • E megkezdődik a termikus emisszó (nagy áram és térerősség)
  • VI. katódesés csökkenéséhez vezet
  • VII. katód termikus emissziója; katódesés ~ 10V
slide14

A normális glimm kisülés

  • Aston sötét tér  ve kicsi
  • Első katódréteg  ve elég nagy; rezonanciavonalak gerjesztődnek
  • Crooks or Hittorf sötét tér  ve>gerjesztési függvény maximuma
  • Negatív glimm  ve nagy; ionizáció; több e-; több gerjesztés
  • Faraday sötét tér  ionizáció; sok ion; csökken E; csökken ve
  • Pozitív oszlop  egészen az anódig E független a katódtávolságtól
slide15

Az ívkisülés

Hidegkatódos

katód közelében nagyon nagy E  téremisszió

(108-109 V/m nagyságrendű) nagy E-ű réteg kicsi

Melegkatódos

termikus emisszió játszik szerepet

katódesés ~10 V mindkét esetben

slide16

Pozitív oszlop

  • anód–katód között (glimm- és ívkisülés)
  • Gyújtáskor  áramsűrűség és ionizációs ráta független r-től (e- keletkezése a teljes keresztmetszetben ua)  részecskék a semleges fal felé diffundálnak  belül (+) tértöltés, falnál negatív potenciál  egyensúlyi állapot  e- -ok taszítása; ionok vonzása  uo drift sebesség
  • ambipoláris diffúzió
slide17

Elektron koncentráció

  • e--ok és ionok fali rekombinációja  felszabaduló energia hővé alakul (wall losses)
  • Rekombináció figyelmen kívül hagyásával e--konc. (ne) r függvényében számolható
  • Az eredmény egy 0-adrendű Bessel-függvény
slide18

Elektron hőmérséklet

  • Az e--okat az ütközések között az elektromos tér gyorsítja  ütközéskor E vesztés
  •  egyensúly (tér általi E = ütközés során leadott E)  sebesség folyamatosan vált.
  •  minden pillanatban ua. e--onnak van v és (v+dv) között a sebessége
  •  Maxwell sebesség eloszlás
  • Elektron hőmérséklet:

Az e--ok az energiájuk egy részét ütközéssel leadják, de átlagos energiájuk jóval magasabb, mint az atomoké, ionoké  többféle különböző hőmérséklet jellemző

Tgáz ~ falhőmérséklet (~ 550 K); Telektron ~ 10000 K

ad