Вышедшие номера
Механизмы формирования функции распределения электронов в положительном столбе разряда в условиях существования "парадокса Ленгмюра"
Кудрявцев А.А.1, Цендин Л.Д.1
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Санкт-Петербургский государственный технический университет, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 13 ноября 1998 г.
Выставление онлайн: 20 октября 1999 г.

Рассмотрен вид функции распределения электронов (ФРЭ) в положительном столбе разряда низкого давления в условиях, когда длина свободного пробега электронов больше радиуса трубки. Выполнен анализ ее формирования с учетом всех основных факторов, включающих упругие и неупругие столкновения, радиальное и аксиальное электрические поля и уход быстрых электронов на стенки. Показано, что основным механизмом, определяющим быструю часть функции распределения, является уход электронов на стенки, который определяется рассеянием электронов в сравнительно малый конус выхода, зависящий от соотношения между аксиальной и радиальной составляющими скорости. Поскольку за порогом ионизации фактически для всех элементов частота упругих соударений слабо зависит от энергии, то в итоге высокоэнергетическая часть ФРЭ в положительном столбе разрядов низкого давления близка к максвелловской. В свою очередь в допороговой области вид функции распределения определяется диффузией по энергии в сравнительно сильном поле приходящих после неупругих столкновений максвелловских электронов. В итоге формируется функция распределения электронов, которая хорошо аппроксимируется экспонентой с одним наклоном во всем интервале энергий. Лишь в узком диапазоне углов рассеяния ФРЭ сильно обеднена уходом электронов на стенки трубки. В итоге сделан вывод, что такое явление, как "парадокс Ленгмюра", может быть связано не с наличием гипотетического механизма максвеллизации электронов, как это предполагается до сих пор в литературе, а с физическими особенностями формирования ФРЭ в результате комбинации уже извествных механизмов. Сопоставление решений представленного модельного кинетического уравнения с имеющимися расчетами методом Монте-Карло и экспериментом показало их хорошее соответствие.
  1. Electron Kinetics and Applications of Glow Discharges / Ed. by U. Kortshagen, L. Tsendin. NATO ASI Series B. Physics. Vol. 367. New York; London: Plenum Press, 1998
  2. Langmuir I. // Phys. Rev. 1925. Vol. 26. P. 585--613
  3. Gabor D., Ash E.A., Dracott D. // Nature. 1955. Vol. 176. N 11. P. 916--919
  4. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971. 272 с
  5. Бенке Ю., Каган Ю.М., Миленин В.М. // ЖТФ. 1968. Т. 38. Вып. 5. С. 1197--1200
  6. Каган Ю.М. // Спектроскопия газоразрядной плазмы. Л.: Наука, 1970. С. 201--223
  7. Миленин В.М., Тимофеев Н.А. // ЖТФ. 1978. Т. 48. Вып. 9. С. 1841--1844
  8. Rompe R., Ullrich S., Wolf H. // Beitr. Plasmaphys. 1961. Bd 4. S. 245--253
  9. Hirsch E.N. // Int. J. Electron. 1966. Vol. 19. P. 537--541
  10. Gierke G., Ott W., Schwirzke F. // Proc. 6-=SUP=-th-=/SUP=- IGPIG. Munchen, 1961. Vol. 11. P. 1412
  11. Ott W. Ein Versuch zur Klarung des Langmuir-Paradoxus. Munchen: Preprint Inst. Plasmaphys., 1963. N 2/19. 27 s
  12. Harp R., Kino G.S. // Proc. 8-=SUP=-th-=/SUP=- IGPIG. Paris, 1963. Vol. 3. P. 45
  13. Grawford F.W., Self S.A. // Int. J. Electron. 1965. Vol. 18. P. 569--577
  14. Rayment S.W., Twiddy N.D. // Proc. Soc. A. 1968. Vol. 340. P. 87--98
  15. Чен Ф. Введение в физику плазмы. М.: Мир, 1987. С. 73
  16. Кадомцев Б.В. // Вопросы теории плазмы / Под ред. М.А. Леонтовича. Вып. 4. М.: Атомиздат, 1964. С. 325
  17. Цендин Л.Д., Голубовский Ю.Б. // ЖТФ. 1977. Т. 47. Вып. 9. С. 1839--1851
  18. Kortshsgen U., Pukropski I., Tsendin L.D. // Phys. Rev. E. 1995. Vol. 51. N 6. P. 6063--6078
  19. Kortshagen U., Parker G.J., Lawler J.E. // Phys. Rev. E. 1966. Vol. 54. N 6. P. 6746--6761
  20. Мак-Даниэль И. Процессы столкновений в ионизованных газах. М.: Мир, 1967
  21. Годяк В.А., Кузовников А.А., Хадир М.А. // Вестн. МГУ. Физ., астрон. 1971. N 3. С. 336--338
  22. Миленин В.М. Канд. дис. Л., 1965

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.