Энергия и концентрация электронов в газовом разряде

Диапазон изменений параметров плазмы газового разряда чрезвычайно велик. В плазме газоразрядных лазеров концентрация электронов изменяется от 10 до 10 ...10 см , температура нейтральных атомов от сотен до тысяч К и, наконец, средняя энергия электронов — от долей до десятков эВ. [c.76]

Среди газовых лазеров особенно интересны, работающие на колебательных переходах молекул. Они позволили освоить практически весь диапазон излучения между инфракрасным и сверхвысокочастотным. Наиболее характерны такого рода лазеры на смеси азота и двуокиси углерода и лазеры на молекулах воды. Главным отличием их является то, что для генерации излучения возбуждаются колебания ядер, составляющих молекулы. Частота этих колебаний гораздо ниже частоты, обусловленной электронными переходами. В таком лазере с помощью электронного разряда возбуждается в первую очередь азот, концентрация которого обычно заметно выше концентрации углекислого газа. Так как величины энергии электронов, сталкивающихся с молекулами азота, различны, то молекулы азота попадают в различные возбужденные состояния. Из этих состояний они с довольно большой вероятностью выбирают так называемое метастабильное состояние — оно довольно устойчиво, долговечно и имеет сравнительно небольшую энергию возбужде- [c.105]

В результате электрического разряда между электродами 4 и 5, расположенными в камере, возникают быстрые электроны, переводящие газовые молекулы в возбужденное состояние. Возвращаясь в исходное состояние, эти молекулы образуют кванты света, который, проходя через оптическую систему 6, S и 9, фокусируется на свариваемом изделии 10, расположенном на сварочном манипуляторе с пультом управления 11 и при высокой концентрации энергии осуществляется локальное расплавление кромок свариваемого изделия. Измеритель мощности проходного 12 и калориметрического типа 13 позволяет контролировать параметры процесса. [c.366]

В газовом разряде электроны могут получать энергию, ускоряясь в электрическом поле, и от возбужденных молекул при ударах второго рода. Эта энергия расходуется при упругих и неупругих столкновениях с атомами и молекулами. В зависимости от соотношения между направленным действием электрического поля и хаотизи-рующими движение упругими взаимодействиями могут установиться различные распределения скоростей электронов от строго направленного до совершенно хаотического. Распределение скоростей электронов можно найти, решая кинетическое уравнение. Однако из-за математических трудностей, связанных с необходимостью учета неупругих и кулоновских столкновений, это решение удается получить строго лишь в ряде простых частных случаев. Стационарное распределение скоростей электронов Ve получено лишь для случая постоянного слабого электрического поля Е при малой концентрации электронов. При = 0 распределение электронов является максвелловским с температурой и средней тепло- [c.79]

Для давления порядка атмосферного и электрических полей, типичных для С02-лазеров, оценка минимального значения электронной плотности дает Део lO -f-10 см в зависимости от состава газовой смеси. У типичных режимов возбуждения Og-лазеров плотность электронов в разряде составляет 10 —10 см . Использование малых значений Пео в создании разряда представляет интерес с точки зрения малых затрат энергии на предьюни-зацию, однако, энергетические возможности таких разрядов незначительны. Это прежде всего связано с тем, что флуктуации пространственного распределения начальных электронов усиливаются и создаются предпосылки для контрагирования разряда. Анализируя влияние начальной концентрации электронов на характер развития лавин в наносекундном импульсном раз- [c.55]

В интересной работе, представленной второму Международному симпозиуму по технике измерения температур, Молер [1] сделал вывод, что условия разряда в одноатомном газе можно описать с помощью четырех различных температур 1) электронной температуры, характеризующей кинетическую энергию электронов 2) газовой температуры, характеризующей кинетическую энергию атомов 3) температуры возбуждения, определяющей заселенность различных возбужденных уровней, и 4) ионизационной температуры, определяющей концентрацию электронов в 1 см . [c.305]

Получение аморфных слоев путем разложения газообразных веществ или газовых смесей в тлеющем разряде относится к методам тазмохимии. Тлеющий разряд возникает в замкнутом объеме или трубке в потоке газа при пониженном давлении ( 10 Па), если к электродам прикладывают напряжение в сотни вольт. Концентрация электронов и ионов в газовой фазе при тлеющем разряде составляет 10 см . Энергия электронов составляет 1+10 эВ, что в 30+300 раз превосходит среднюю термическую энергию ионов и нейтральных молекул. Из-за высокой подвижности [c.384]

Основными процессами, приводящими к возбуждению, являются столкновения первого рода. Практически легче всего достичь неравновесного состояния, используя газовый разряд соответствующим образом подобранной газовой смеси. Заселению необходимого уровня рабочего газа способствуют неупругие столкновения с возбужденными атомами примесного газа, которые возбуждаются электронными соударениями. При небольщом значении энергии возбужденных атомов двух рассматриваемых газов возбуждение атомов будет также происходить и в результате столкновений нх между собой посредством ударов второго рода. Энергия возбужденных атомов будет взаимно передаваться. Если вероятность такого возбуждения атомов больше вероятности возбуждения атома на данный уровень электронами, то равновесное распределение, определяемое взаимодействием электронов с атомами, будет нарушено, и в системе образуется инверсная заселенность уровней. Для получения последней необходимо, чтобы концентрация примесного газа была значительно больше концентрации рабочего газа. Эти условия впервые были получены в гелий-неоновой смеси, у которой разность энергетических уровней составляет всего 0,15 эВ, а соотношение примесного и рабочего газов соответствовало 10 1. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...