Объемный заряд и потенциал в плазмозоле.
Рассмотрим бесконечную среду, содержащую идентичные сферические частицы КДФ, равномерно распределенные в нейтральном газе с высоким потенциалом ионизации (Iq>>kT), T – температура газа и частиц. В результате электростатических взаимодействий локальные концентрации электронов и дисперсных частиц в окрестности выделенной КЧ отличаются от средних по объему, и избыточный заряд
где В (2.1.1) предполагается, что все частицы КДФ имеют один и тот же –заряд z. Распределение избыточного заряда (2.1.1) и самосогласованного потенциала
Электронейтральные молекулы буферного газа, поляризуясь в поле КЧ, также вносят свой вклад в экранирование. Поэтому в правую часть (2.1.2) должна входить (в общем случае) диэлектрическая проницаемость Поскольку система неограниченна и в ней нет выделенных направлений, оператор Лапласа Δ в (2.1.2) содержит только радиальную часть, а функции точки
Уравнение (2.1.3) отражает факт электронейтральности плазмозоля. Локальные концентрации
Отметим, что (2.1.4) справедливы только в случае слабой ионизации дисперсных частиц, т.е. при Из уравнения (2.1.1), которое определяет избыточный заряд в окрестности рассматриваемой КЧ и условия, вытекающего из закона сохранения заряда для среды в целом,
znp-ne=0 , (2.1.5)
находим связь между распределением усредненного электростатического потенциала
Посредством D2 (квадрат дебаевского радиуса для плазмозоля идентичных частиц) обозначена константа
Граничные условия для дифференциального уравнения (2.1.6) можно записать из следующих физических соображений: 1) в плазмозоле идентичных эмитирующих частиц усредненная плотность объемного заряда 2) на бесконечности (при r
θ(r)=θ
Отбросив растущее на бесконечности частное решение (2.1.6), представим выражение для избыточного заряда θ(r) в виде
Подставляя его в уравнение электронейтральности плазмоля (2.1.3) и производя интегрирование, получаем
Таким образом, имеем трансцендентное уравнение для зарядового числа КЧ в плазмозоле. Поверхностная плотность избыточного заряда
где Q – отношение статистических весов частицы p в зарядовых состояниях z+1 и z; Фz – работа выхода электрона с поверхности заряженной частицы радиуса rp. Вследствие наличия собственных размеров частицы КДФ не могут приблизиться на расстояния r<2rp и поэтому объемный заряд на поверхности (при r=rp+0) КЧ равен плотности электронной компоненты. Подставляя (2.1.11) в (2.1.10), получаем уравнение для среднего зарядового числа z КЧ в плазмозоле. Решив это уравнение относительно z и подставив найденное значение корня в условие электронейтральности среды (2.5), получим среднее значение концентрации электронов в газовой фазе:
ne=znp. (2.1.12)
Таким образом, уравнения (2.1.10) – (2.1.12) полностью решают вопрос об ионизационном равновесии в плазмозоле идентичных сферических частиц в рамках дебаевского рассмотрения.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (195)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |