Дебаевская газов

Условно к проводникам второго рода можно отнести ионизированный газ - плазму. В общем случае в плазме встречаются три компоненты свободные электроны, положительные ионы и нейтральные атомы (или молекулы) [22]. Разноименные электрические заряды в плазме обеспечивают ее квазинейтральность. Одной из характеристик плазмы является так называемый дебаевский радиус, см [c.36]

Водородные связи — промежуточные между химическими связями 11 слабыми лондоновскими и дебаевскими силами — в газо-жидкостной хроматографии играют важнейшую роль. Энергия этих связей уменьшается в ряду [c.173]

Поскольку длины волн колебаний плаз. мы не малы по сравнению с радиусом экранирования, то можно говорить, что интересующие нас эффекты возникают из-за взаимодействия частиц, когда среднее расстояние между ними больше дебаевского радиуса (или сравнимо с ним). В газе заряженных частиц со слабым взаимодействием выполняется неравенство [c.232]

А. Рассмотрим (для определенности) адсорбцию акцепторного газа а поверхности плоскопараллельной пластинки полупроводника. Примем следующие основные предположения 1) толщина полупроводника значительно больше дебаевской длины экранирования Ь 2) на поверхности полупроводника существуют центры одного сорта 3) заполнение адсорбционных центров мало. [c.138]

Совершенно ясно, что наши результаты не согласуются с современными теориями обмена энергией между газовыми молекулами и поверхностью твердого тела. Все эти теории разработаны для случая малых различий температур между газом и твердым вешеством, так что действие соударения следовало бы толковать как возмущение дебаевского спектра твердого вещества [13—15]. В наших экспериментах температурное различие необычно велико и молекулы значительное время пребывают в поле поверхностных сил. Поэтому механизм энергетического обмена следовало бы обсуждать с точки зрения фононной диффузии в различные виды колебаний газовой молекулы. Когда вид колебания, приводящий к десорбции, достаточно сильно возбуждается (очевидно, в равновесии с другими видам колебаний), то происходит десорбция. [c.334]

Если в газе для атомов характерны поступательные степени свободы, то в кристалле имеют место связанные колебания атомов. Таким образом, по аналогии можно сказать, что кристалл имеет три акустические степени свободы в соответствии с акустическими волнами вдоль трех взаимно перпендикулярных осей. Для анизотропных кристаллов дебаевская характеристическая температура будет различна для каждой степени свободы. [c.56]

В кристаллическом состоянии подобие или несходство веществ может обнаруживаться совершенно независимо от того, наблюдается ли оно или нет в ван-дер-ваальсовской области. Вследствие высокой концентрации частиц здесь свойства вацеств определяются кристаллохимическими закономерностями, анизотропностью молекулярных полей и квантовыми эффектами, такими, например, как вырожденное состояние электронного газа в металле. Критические величины никак не могут здесь служить мерилом приведенных параметров. Роль приведенной температуры здесь играет характеристическая температура по Дебаю. И всю эту область естественно назвать дебаевской. В теории соответственных состояний ее нужно рассматривать совершенно отдельно от ван-дер-ваальсовской области. [c.277]

Если представить -свободную энергию ионизованного газа в форме (2 6), то поправка к свободной энергии, учитывающая дебаевское экранирование, будет иметь вид [c.18]

В работе [52] получены выражения для поправок в дебаевском приближении для большого канонического ансамбля статистической механики. Для однократно ионизованного газа уравнения имеют вид [32] [c.18]

Влияние стенок. Токи в газе определяются относительным перемещением носителей заряда в газе, движущемся с некоторой средней скоростью. Предположим, что газ находится в состоянии теплового равновесия или же в условиях, когда под воздействием внешних электромагнитных полей происходит образование ионов. В обоих случаях, вследствие того что электроны намного легче ионов, их тепловые скорости будут значительно выше. В неограниченном газе при отсутствии градиентов концентрации область избыточного заряда в элементарном объеме определяется дебаевским радиусом электрона, который пропорционален квадратному корню из отношения кинетической энергии электрона к плотности электронного газа [6]. Образно выражаясь, ион не может увидеть электрон, если тот находится на расстоянии, большем дебаевской длины. Газ, в котором поддерживаются свойства неразрывности, не может, следовательно, нейтрализовать избыточный пространственный заряд такой газ называют квазинейтральным. [c.267]

Под плазмой принято понимать ионизированный газ с такой плотностью частиц, когда характерный размер L системы (реактора) значительно превышает плазменный размер О, так называемый дебаевский радиус экранирования [c.339]

Основное св-во П.— ее квазинейтральность, т. е. почти полиая нейтрализация отрицат. заряда электронов положит. зарядом ионов. Электрич. поле отд. частицы в П. практически исчезает на нек-ром расстоянии от частицы, ваз. дебаевским радиусом экранирования. Его значение пропорционально квадратному корню из отношения т-ры злеиронов к их концентрации. Во мн. отношениях П. ведет себя как обычный газ и подчиняется законам газовой динамики. Необычные св-ва П. проявляются лишь тогда, когда BJ нее действует сильное магн. поле. [c.445]

ПЛАЗМА (от греч. plasma, букв,-вылепленное, оформленное), частично или полностью ионизовашшй газ, образуемый в результате термич. ионизации атомов и молекул при высоких т-рах, под действием электромагн. полей большой напряженности, при облучении газа потоками заряженных частиц высокой эиергии. Характерная особенность П., отличающая ее от обычного ионизованного газа, состоит в том, что линейные размеры объема, занимаемого П., много больше т.наз. дебаевского радиуса экранирования D (см. Дебая-Хюккеля теория). Значение 6 для г-го иона с концентрацией n и т-рой определяется выражением [c.551]

Ионизованный газ называют плазмой, если дебаевская длина экранирования заряженных частиц мала по сравнению с линейными размерами рассматриваемого объема. В сильноионизованном газе соударения между заряженными частицами (кулоновские соударения) преобладают над их соударениями с нейтралами. При обратном соотношении говорят о слабоионизоваином газе. В зависимости от степени ионизации и температуры поведение плазмы может быть описано с помощью двух моделей двухжидкост- [c.276]

Заметим, что в выписанных выше уравнениях в качестве компонентов могут рассматриваться и частицы одного сорта, находя-ш,иеся в разных энергетических состояниях (поуровневое описание неравновесного возбуждения внутренних степеней свободы частиц). В частности, в потоках ионизованного газа из-за значительной разницы масс температура электронов может отличаться от поступательной температуры тяжелых частиц. В таких случаях к системе (5.5)-(5.14) присоединяется уравнение баланса энергии электронов. При наличии ионизации необходимо учитывать также наличие электрического поля, возникаюгцего при разделении зарядов. В тех случаях, когда ионизация сугцественна, дебаевский радиус обычно меньше характерного размера течения, поэтому индуцированное разделением зарядов электрическое поле при предположении квазинейтральности смеси исключено из уравнений течения смеси. Если условие квазинейтральности не выполняется, то напряженность электрического поля находится из уравнений Пуассона, которое присоединяется к исходной системе уравнений (см. [176]). [c.163]

В случае газа заряженных частиц, когда эффективный радиус действия сил раво1г дебаевскому радиусу, имеем [c.193]

Джонс и Девоншайр [95]. Они допустили эквивалентность расчета вероятности перехода кванта энергии от молекулы газа к одной из молекул твердого тела расчету этого коэффициента и нашли, что вероятность перехода зависит от дебаевской характеристической температуры 0 твердого тела и от температуры и что для многих твердых тел при комнатной температуре а лежит между 0,2 [c.217]

Так, молекула газа может притягивать все соседние молекулы одновременно, а не только ту молекулу, которая окажется в непосредственной близости в данный момент времени. Эта черта лондоновского взаимодействия существенно отличает его от кеезомовских и дебаевских полей и является основой концепции парной аддитивности лондоновского притяжения. [c.19]

Чопра [68] рассматривал шаровое тело в ионизованном газе как пробную частицу и тем самым пренебрегал столкновениями молекул с поверхностью шара, из-за чего получились очень большие значения электрической силы сопротивления. Девис и Харрис [69] рассчитали потенциал около заряженного шара и представили электрическую силу сопротивления в виде функции от отношения эффективного радиуса к дебаевской дЛине. Джастров и Пирс [66] учли эффекты столкновений ионов газа с поверхностью шарового тела их результаты нашли экспериментальное подтверждение в экспериментальных исследованиях Питтса и Кнехтеля [71] ртутной плазмы. [c.179]

Водородная связь представляет собой ориентационную силу настолько важную в газо-жидкостной хроматографии, что ее следует рассмотреть отдельно. Юэлл и другие [27 ] опубликовали полезную классификационную схему для предсказания образования азеотропов в процессе фракционной дистилляции, основанную на концепции водородных связей. Хотя азеотроны и не образуются в газо-жидкостной хроматографии, высказывалось мнение, что эта классификация может быть полезной при рассмотрении взаимодействий между веществом и жидкой фазой в газовой хроматографии [54]. Водородные связи — промежуточные по силе между сильными химическими связями и слабыми лондоновскими и дебаевскими силами. Энергия водородных связей уменьшается в ряду Р—Н—Р>0—Н—0>К—Н—N>0—Н—О. Углеродный атом, имеющий нри себе достаточное количество отрицательных атомов или групп (—N02 или галогенов), образует водородные [c.129]

Сейчас уместно сделать одно замечание относительно кинетических уравнений и столкновений при дальнодействии. В гл. П1 мы пришли к заключению, что уравнение Власова пригодно для газа, частицы которого испытывают дальнодействуюш ие столкновения, которые в свою очередь, были определены через радиус взаимодействия. Соответствуюндим параметром для кулоновского газа является плазменный параметр п(Р, где й — радиус Дебая. Для п(Р 1 (в дебаевской сфере много частиц) мы получили уравнение Власова. В настояш,ей главе (исходя из импульса, сооб-п1,аемого при столкновении пробной частице) была введена концепция дальнодействуюп1,их столкновений и получено уравнение Фоккера — Плапка. [c.254]

Этот процесс диффузии лучше всего проиллюстрировать таким предельным случаем, при котором электроны, покидающие элемент объема, вначале диффундируют к поверхности этого элемента более быстро, чем ионы. В результате такого движения у поверхности элемента образуется отрицательный пространственный заряд, который в дальнейшем отталкивает электроны и притягивает ионы. Вне этого пространственного заряда скорость диффузии электронов и ионов одинакова, и по определению коэффициента диффузии плотность заряда должна быть равна нулю. Размеры области пространственного заряда и в этом случае определяются электронным дебаевским радиусом. В случае течения континуума, ограниченного непроводящими стенками, размеры этой области невелики и ее можно е учитывать при рассмотрении теплообмена. При наличии большого градиента электрического поля, например вблизи электродов, условия в заряженной зоне могут оказьквать значительное влияние на теплоотдачу к электроду. Эта проблема, характерная для многих МГД генераторов, работающих на разреженном газе, почти не разработана в имеющейся литературе (см,, например, разделы 1У,Б и VI,Б). [c.8]

ПЛАЗМА (в физике) — ионизованный газ, содержащий заряженные частицы (свобод шо электроны и газовые ионы). Газовая П. отличается от системы свободно движущихся заряженных частиц свойством квазипейтральпости положительный заряд ионов и отрицательный заряд электронов в среднем взаимно нейтрализуются. Заметное разделение зарядов в II, возможно лишь на малых длинах или за малые промежутки времени. Длина, на к-рой возможно за-мотпоо разделение зарядов за счет теплового движения, наз. дебаевской длиной, а частота плазменных колебаний, возникающих вследствие разделения зарядов,— плазменной или лэнгмюровской частотой. Система заряженных частиц может именоваться Н. лишь нри условии, что размеры ее велики в сравнении с дебаевской длиной, а время существования — в сравнении с периодом плазменных колебаний. [c.20]

Грина. Каждый из них можно представить как своего рода гибрид майеров-ского графика и диаграммы Фейнмана в пространстве температур и координат. В результате рассмотрения класса кольцевых интегралов 85 ] было показано, что для электронного газа в классическом предельном случае вклад от этих интегралов в статистическую сумму приводит к теории Дебая—Хюккеля, а в предельном случае низких температур — к формуле Гелл-Манна—Бракнера [76,77]. В работе Кудрина и Тарасова [86] определены сдвиги уровней одноэлектронных атомов и термодинамический потенциал плазмы со слабо взаимодействующими частицами. Показано, что сдвиг основного состояния частиц с зарядом Z=l приводит в термодинамических функциях к поправке, превышающей полученные ранее поправки к дебаевскому члену, если плотность таких частиц сравнима с плотностью электронов в плазме. Трубниковым и Елесиным [87] была определена двухчастичная корреляционная функция, учитывающая в борновском приближении квантовые эффекты на малых расстояниях. [c.240]

При построении кривых 5 я 6 выражение для взято из [14]. Оно учитывает квантовые эффекты во взаимодействия частиц, но справедливо только в слабо неидеальной, дебаевской плазме у 1,. г 1. Кривые 5 и 6 являются двумя экстраполяциями выражения [14], рассмотренными в [8—10]. Видно, что они приводят к совершенно различным результатам. Изотерма давления 5 мало отличается от изотермы идеального газа, а изотерма 6 предсказывает фазовый переход. Отметим, что если на рпс. 5, б кривые 1 я 5 близки, то на рис. 5, а они резко различаются вообш,е изотермы (п.) более чувствительны к отклонению от идеальности, чем изотермы р (и). [c.267]

В слабоионизованном газе концентрации электронов и ноиов весьма невелики. Однако они не распределяются равномерно по всему объему. Каждый нон стремится подтянуть к себе один нз электронов. В результате кулоновское поле иона экранируется. Конечно, не следует думать, что в экранировке поля иона участвует только один электрон. Как мы увидим, радиус экранирования велик по сравнению со средним расстоянием между ионами. Это означает, что в экранировке поля данного нона участвует большое число других ионов и электронов. Оценим этот радиус (так называемый дебаевский радиус). Обозначим его ас. [c.41]

Если в слабоионизованном газе нарушено условие электронейтральности и возникла разность концентраций Ме—то из-за диффузии электронов эта разность концентраций довольно быстро убывает и условие электронейтральностн восстанавливается. Оценим время такого процесса. Отдельному электрону для восстановления электронейтральностн нужно выйти из поля действия нона, т. е. пройти путь порядка дебаевского радиуса (2.37). Согласно (1.13), время такого процесса порядка [c.42]

I электронов в слабоионизованном газе не связаны друг с другом какимн-либо неравенствами может быть как ае>1, так и ОеС/. Что касается самого понятия дебаевского радиуса, то из приведенного выше вывода ясно, что он справедлив, когда внут- [c.42]

Показать, что внешнее постоянное электрическое поле проникает внутрь слабоионизованного газа на расстояние порядка дебаевского радиуса. [c.43]

Дебаевский радиус экранирования в плазме вводим так же, как это было сделано для слабоионизованного газа (см. (2.37)) [c.44]

В химии и металлургии расширяются работй по использованию плазменных печей для осуществления реакций при высоких температурах, обработки и соединения высокотемпературных материалов. Несмотря на высокую температуру, из-за больших энергий взаимодействия в плазме как и в электролите, осуществляется ближний порядок. Поэтому плазма является нейтральной, если линейная характеристика ее протяженности -существенно больше радиуса ионной атмосферы, который мы ввели в гл. XI 8 и который в теории плазмы называется Дебаевским радиусом экранирования. Эти внутренние дальнодействующие кулоновскйе взаимодействия и определяют одно из отличий плазменного газа от обычного. Благодаря этим взаимодействиям плазма является особой, своеобразной упругой средой, в которой возможно возбуждение колебаний разнообразных типов. Второе важное отличие заключается в высокой электропроводно- [c.514]

Использование концепции экранирования существенно упрощает рассматриваемую проблему можно считать, что взаимодействие между частицами, разделенными расстоянием, большим дебаевского радиуса, осуществляется через электрические и магнитные поля, в то время как взаимодействия между частицами, находящимися на мень-пгах расстояниях, можно рассматривать как настоящие столкновения. Таким образом, удается преодолеть одну из основных трудностей в теории ионизованных газов. [c.414]

Д0ЛЖНО вьшолняться неравенство п(Р , т. е. число частиц в дебаевской сфере должно быть достаточно большим. Далее, циклотронный радиус Гс должен быть значительно больше и, наконец, длина электромагнитной волны — больше Физически такой режим реализуется при давлениях, примерно равных атмосферному, и при температурах порядка 103—10 К. С обычной технической точки зрения—это газы низких давлений и высоких температур. С другой стороны, физики, привыкшие работать с установками для термоядерного синтеза, сказали бы, что эти низкотемпературная плазма при высоком давлении. Плазма при том режиме, который мы рассматриваем, встречается в таких технических установках, как магнитогндродинамические генераторы, в определенных лабораторных условиях газоразрядной плазмы и, например, внутри звезд. [c.415]

При тех значениях плотности газа, которые соответствуют режиму, рассмотренному в введении к этой главе, дебаевский радиус значительно превышает расстояние между частицами. Кроме того, поскольку электростатические силы, созданные нарушением баланса заряда, весьма велики, распределение потенциала (14.1.5) возникает на временах, которые значительно короче любых других характерных времен, представляющих интерес. Следовательно, можно рассматривать любой ион (или электрон) так, как если бы он нес с собой облако заряда, описываемое уравнениями (14.1.5) и (14.1.1), и поэтому газ можно описывать уравнением Больцмана, в котором вместо кулоновского используется экранированный потенциал (14.1.5). Строгое доказательство этого факта содержится в работах, цитированных вьппе. Все необходимые вьиисления были проведены для потенциала вида (14.1.5), но оказывается, что почти столь же хорошие результаты получают при помощи неэкранированного кулоновского потенциала с радиальным обрезанием при г=(1, т. е. [c.417]

Таким образом, существование магнитного поля вводит в теорию новую характерную длину — гиромагнитный радиус. Теперь в теории существуют четыре различные характеристические длины гиромагнитный радиус, радиус действия межмолекулярных сил, средняя длина свободного пробега и дебаевский радиус. Могут существовать также другие характерные масштабы, связанные с величинами типа где X — любая представляющая интерес физическая величина. Обилие характеристических параметров — вот что делает физику плазмы столь трудной. Приближения, которые соответствуют одному режиму, оказываются вовсе непригодными для других. Как мы уже говорили в введении к этой главе, при рассмотрении физики плазмы мы ограничимся лишь режимом температур, меньших 10 К, и давлений, больших атм. Сюда относятся большинство явлений в верхних слоях атмосферы, явления в потоках газов высоких скоростей, в магнитогидродинамических генераторах и ряд явлений в плазме, получаемой в лабораторных условиях. Чтобы действовать строго, следует снова выводить уравнение Больцмана. Однако в связи с тем, что это уравнение в основном сохранит свой прежний вид, мы просто вьшишем результат. Для частиц сорта / (с массой и зарядом уравнение Больцмана принимает форму [c.419]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология