ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Амбиполярпая диффузия из "Физическая кинетика " В этом параграфе мы рассмотрим флуктуации функции распределения электронов в стационарном неравновесном состоянии слабо ионизованного газа газ пространственно-однороден и находится в постоянном однородном электрическом поле Е. [c.125] Формулу (22,18) проще получить, решая заново уравнение (22,11) (положив в нем Г = 0), чем путем предельного перехода в (22,12). [c.125] Решение задачи для неравновесного газа основано на указанном в 20 общем методе ). [c.126] При сравнении с IX (78,1), надо учесть, что 1ьы Т и что в силу условия дисперсия проводимости отсутствует, так что 1=-Я. [c.129] Здесь р—число электронов, образующихся в 1 с в 1 см (при столкновениях нейтральных атомов или путем ионизации атомов фотонами) это число не зависит от наличных плотностей электронов и ионоБ N1- Второй же член дает убыль числа электронов благодаря их рекомбинации с ионами величину а называют коэффициентом рекомбинации. [c.131] Процесс рекомбинации обычно весьма медлен по сравнению с остальными процессами установления равновесия в плазме. Дело Б том, что образование нейтрального атома при столкновении иона с электроном требует уноса освобождающейся энергии (энергии связи электрона в атоме). Эта энергия может излучиться в виде фотона (радиационная рекомбинация) в таком случае медленность процесса связана с малостью квантовоэлектродинамической вероятности излучения. Освобождающаяся энергия может быть также передана третьей частице—нейтральному атому в этом случае медленность процесса связана с малой вероятностью тройных столкновений. Все это приводит к тому, что рекомбинацию часто имеет смысл изучать в условиях, когда распределение всех частиц можно считать максвелловским. [c.131] При столкновении с атомами энергия электрона изменяется малыми порциями. Поэтому процесс рекомбинации начинается с образования сильно возбужденного атома, а при дальнейших столкновениях этого атома происходит постепенное опускание электрона на все более низкие уровни. Такой характер процесса позволяет рассматривать его как диффузию по энергии захваченного электрона и соответственно применить к нему уравнение Фоккера — Планка Л. П. Питаевский, 1962). [c.132] Введем функцию распределения захваченных электронов по их (отрицательным) энергиям е. Основную роль будет, естественно, играть, ди4 узия по области энергий е ] Г. Напомним в этой связи, что температуру надо во всяком случае считать здесь малой по сравнению с ионизационным потенциалом атомов / при Г / газ был бы уже практически полностью ионизованным (ср. V, 104). [c.132] Пренебрежение связью электрона в атоме законно, если частота возмущения, создаваемого атомом вблизи электрона ё — атомные размеры), велика по сравнению с частотой обращения электрона с энергией 1е1 Т. Отсюда получается условие Т (е /й) (от/М) . [c.135] Рассмотрим диффузию заряженных частиц в слабо ионизованном газе. Как и в 22, степень ионизации предполагается настолько малой, что столкновениями заряженных частиц друг с другом можно пренебречь по сравнению с их столкновениями с нейтральными атомами. Даже в этих условиях диффузия двух родов заряженных частиц—электронов и ионов — происходит не независимо ввиду возникновения, в процессе диффузии, электрического поля (1 . ЗскоИку, 1924). [c.135] Кратность заряда ионов полагаем г,= 1, как это обычно и имеет место при малой степени понизации газа. [c.135] Отсюда видно, что за время а /О, разность 6ЛГ —6Л , станет малой по сравнению с самими ЬМ, и бЛ ,-, т. е. газ станет квазинейтральным. [c.137] Эта стадия протекает по диффузионному уравнению (25,7) с характерным временем Это время мало по сравнению с характерным временем диффузии ионов т,- распределение которых можно поэтому все еще считать неизменным. [c.137] Таким образом, в течение времени электроны и ионы диффундируют вместе (6N, бN ) с удвоенным коэффициентом диффузии ионов (так называемая амбиполярная диффузия). Половина этого коэффициента связана с собственной диффузией ионов, а половина—с электрическим полем, создаваемым разбегающимися электронами. [c.137] Подставив (25,14) в (25,5), приходим снова к уравнению (25,13), но уже без предположения о малости возмущения. [c.137] Вернуться к основной статье