Плазма без столкновений

К [1]. Очевидно, при повышении плотности плазмы столкновения могут стать настолько частыми, что спонтанный распад перестанет быть единственным механизмом дезактивации. Наиболее вероятными ударными процессами являются столкновения возбужденных атомов с электронами, приводяш,ие к переходу атома на соседний возбужденный уровень (ступенчатые переходы). Поскольку точность расчетов интенсивности излучения в рамках обсуждаемой модели обычно не превышает +50%, то достаточно потребовать выполнения следуюш его критерия применимости корональной модели [c.390]

Типичными условиями Б радиационной химии являются наличие холодного молекулярного газа и малых концентраций аа1)я к81[ных частиц. Поэтому рекомбинация происходит по закону второго порядка при столкновениях электронов и отрицательных ионов с положительными ионами. При рекомбинации же в сравнительно плотной плазме большую роль играют процессы типа е+е-1-А+ = е+А [122]. [c.194]

Газоразрядная плазма ионизована относительно слабо, поэтому она может существовать лишь при постоянном действии электрического поля, необходимого для пополнения непрерывно убывающего в результате столкновений с нейтральными частицами и стенками сосуда запаса ионов в плазме. [c.41]

Элементарные процессы в плазме. Движение электрически заряженных частиц в плазме отличается от движения нейтральных частиц в газах. В обычном газе отдельная частица между двумя последовательными столкновениями движется с определенной постоянной скоростью, акт соударения можно представить как столкновение жестких шаров, путь отдельной частицы — ломаная зигзагообразная линия. При соударении нейтральных частиц направление движения и скорость меняются резко. В плазме заряженные частицы движутся под действием электрических полей ускоренно и замедленно. Ускоренное движение периодически заменяется замедленным, а замедленное — ускоренным. Траектория движения, как правило, — сложная зигзагообразная кривая, не содержащая прямолинейных участков. Плазма характеризуется большим числом разновидностей взаимодействий и соударений. Типичными взаимодействиями — соударениями являются нейтральная частица — нейтральная частица, ион — нейтральная частица, электрон — нейтральная частица, электрон — электрон, ион — ион. Взаимодействие заряженных частиц отличается от взаимодействия нейтральных атомов и молекул большим радиусом действия и коллективным характером. Каждый из перечисленных видов взаимодействий вносит свой индивидуальный вклад в физико-химические характеристики плазмы. Их строгий учет сталкивается с большими трудностями. [c.248]

Благодаря различию масс передача энергии от электронов к ионам и молекулам в разряде затруднена, так как согласно закону сохранения импульса при столкновении легкой и тяжелой частиц в кинетическую энергию переходит доля энергии, равная отношению масс этих частиц. Поэтому средняя энергия электронов обычно значительно больше средней энергии ионов. Если электроны и ионы распределены по анергиям по закону Максвелла, то их можно характеризовать электронной и ионной температурами. Электронная температура, в соответствии с вышесказанным, обычно значительно выше ионной температуры. Последняя, как правило, совпадает с молекулярной температурой из-за примерного равенства масс ионов и молекул. Плазма, характеризующаяся различными температурами, называется неизотермической. Если молекулярная и электронная температуры одинаковы, говорят об изотермической плазме. [c.305]

Для неизотермической плазмы механизм активации молекул имеет нетермический характер. В этом случае молекулы активируются при столкновениях с электронами. Непосредственный переход энергии электрона в поступательную энергию молекул затруднен из-за большого различия масс электрона и молекулы. Колебательное или вращательное возбуждение молекул электронным ударом также маловероятно. Поэтому при столкновении электронов с молекулами или атомами происходит в основном электронное возбуждение молекул. Следовательно, механизм активации молекул электронами напоминает механизм фотохимических реакций. [c.306]

Когда газ находится при температуре в несколько сот тысяч градусов, энергия столкновений между частицами газа столь велика, что молекулы разрушаются, а атомы теряют электроны. В результате образуется плазма , состоящая из ядер и электронов ее можно рассматривать как четвертое состояние материи. В этом состоянии, необычном для естественных условий на Земле, находятся вещества внутри Солнца. [c.89]

В низкотемпературной плазме с относительно высокой концентрацией частиц благодаря большому числу столкновений имеется [c.356]

Поскольку плазма не находится в равновесии, ее характеристики отвечают лишь определенным стационарным процессам. Непрерывно происходит ионизация и нейтрализация зарядов, выделение энергии внутри плазмы и охлаждение вследствие взаимодействия с окружающей средой. При этом наиболее трудно происходит обмен энергией между ионами и электронами, что обусловлено большим различием в их массах. Поэтому отсутствует термическое равновесие между ионами и электронами, а также и нейтральными частицами (молекулами). Энергию от электрических источников (например, дуг) непосредственно получают электроны. Вследствие этого 7 а>7 и>7 м, где Тэ, Ти, 7 м — температуры электронов ионов и молекул (или атомов). В газоразрядных трубках Гэ имеет порядок 10 С, а Та и Ты лишь (1—2)-10 °С. В дуговом разряде, где плотность газа выше и число столкновений больше, величины Та, Тя и Та сближаются. При этом Т и Тм достигают около 6000° С. [c.357]

При высоких температурах газа тепловое движение частиц становится настолько интенсивным, что столкновение молекул и атомов может привести к ионизации. Так как в электрических дугах температура плазмы в столбе может достигать очень высоких значений, то такая термическая ионизация в них играет большую роль. [c.22]

Аг+ Ч- 2Аг Аг+ -Ь Аг Аг+ Ч- е Аг -Ь Аг, где Аг — возбужд. атом. В плазме мол. газов происходит диссоциация молекул при электронном ударе, а также при столкновениях с более тяжелыми частицами, в т. ч. находящимися в мета стабильных состояниях при этом молекулы диссоциируют не только из основного, но и из возбужд. состояния возможна также предиссоциация. [c.446]

ИТ может быть основой создания разновидностей процесса сухого проявления, например, с использованием бомбардировки положительными ионами, обычно Аг+ с энергией 0,5—5 кВт [138], причем ионы с поверхностной энергией до 10 Вт/см могут рекомбинировать с электронами. Подложка со слоем резиста является составной частью мишени в области тлеющего разряда. При столкновении ионов с материалом подложки имеет место перенос моментов их движения на материал. При достаточной энергии ионов происходит деструкция молекул или ионов материала, разумеется, не всегда селективно. Так же протекает и ионно-химическое проявление [139], принцип которого подобен вышеописанному с той разницей, что плазма образована в среде химически активных газов. [c.62]

Область применения этого метода ограничена требуется достаточно протяженный столб плазмы с низкой плотностью. Для того чтобы нагреваемый ион не терял преждевременно свою энергию при столкновениях с другими ионами, среднее время между столкновениями Т , должно быть достаточно большим [c.295]

Ионизация наблюдается лишь при очень высоких температурах. Один за другим атомы теряют все валентные электроны, образуя так называемую плазму. Ионизация наблюдается также при поглощении А квантов высокой энергии (УФ-свет, рентгеновское или -излучение) или при столкновении с частицами с высокой энергией (электронами, протонами, нейтронами, а-частицами). При этом может выбиваться и несколько электронов, а образующиеся при этом катионы подвергаются дальнейшим превращениям радиационная химия) [1.5.5]. [c.149]

Система уравнений (26.1) —(26.8), получившая название уравнений самосогласованного поля, легла в основу большого числа работ по теории колебаний и устойчивости плазмы. Продуктивность приближения самосогласованного поля впервые была показана А. А. Власовым [1]. Ниже мы рассмотрим несколько простейших задач кинетической теории плазмы без столкновений, основываясь на уравнениях самосогласованного поля ). [c.104]

Давление. С возрастанием давления температура струи плазв<1ы повышается вследствие увеличения числа столкновений горячих электронов с более холодными ионами и атомами. Так, неоновая трубка вследствие весьма низкого давления (плотности) заключенного в ней газа остается холодной, несмотря на то, что в ней находится плазма. Столкновения электронов с другими частицами газа происходят в ней [c.326]

Как показывают квантовомеханические расчеты и расчеты по (49.22), при столкновении ионов с неполярными молекулами и атомами могут образовываться устой ш-вые соединения, например ВеНе и. ВеКе- с энергией диссоциации 77,9 и 55,3 кДж/моль соответственно. Опыт подтверждает существование подобных молекул,, В плазме обнаружены соединения АгР" , КгР и другие молекулы и ионные кластеры. Энергия диссоциации 1)о(Аг1 )=214 кДж, ц (КгР ) = 184 кДж, /)о (Аг — М ) = 102,5 кДж. Изучены также ионно-молекулярные взаимодействия в парах неорганических веществ при высоких температурах типаК + КВг = К2Вг ,Вг + КВг КВг 2,С8 Сзз80 и др. [c.267]

Способы активации молекул обычно разделяются на термические и нетермические. При термическом возбуждении активация происходит за счет обмена энергией в результате столкновения молекул. Чем выше температура газа, тем больше доля молекул, имеющих достаточно высокие энергии, т. е. активных молекул. Реакции с нетермическ1м характером активации рассматриваются в специальных разделах физической химии. К ним относятся реакции а) под действием излучения (фотохимия) б) в электрических разрядах или плазме (газовая электрохимия или химия плазмы) [c.67]

Энергию в основном от электрических источников получают электроны. Из-за большого различия их масс и масс ионов они плохо передают энергию ионам, В результате 7 злектронов Т иопов Т атомов ( э и а) ТаК, В ГаЗО-разрядных трубках Гэ составляет десятки тысяч градусов, а Та и T a — лишь одну — две тысячи. В дуговом разряде из-за большого числа частиц в единице объема столкновения происходят чаще, и Т ближе к и Га. Примерно при той же Тэ величины Г,, и Га достигают 6000 °С. Для плазмы в целом характерна электронейтральность. В то же время в малых объемах электронейтральность ие имеет места. Пространственное расположение зарядов, как п в случае электролитов, определяется ближним порядком. Как и в теории сильных электролитов, в плазме целесообразно ввести понятия радиуса ионной атмосферы (де-баевский радиус). [c.677]

ПЛАЗМОХИМИЯ, изучает хим. процессы в низкотемпературной плазме (пла.чмохимические реакции) и влияние этих процессов па св-ва плазмы. В П. рассматривается термодинамика пла 1мы, физика атомных и мол. столкновений, газодинамика перемещивающихся потоков с относительно большими конц. реакционноспособных частиц и др. П. связана с неравновесной хим. кинетикой (см. Ра/топесные и неравновесные реакции) и использует теор. и эксперим. методы изучения динамики элементарного акта реакции. Полученные данные позволяют определить изменение распределения частиц реагирующей системы по энергетич. квантовым состояниям в ходе р-ции и рассчитывать скорости р-ций. [c.446]

Изучение химии и физики плазмы, развитие лазерной техники, анализ процессов в атмосфере и космосе потребовали создания новых теоретич. методов, позволяющих исследовать эволюцию мол. систем ва основе временного ур-ния Шрёдингера. Эти методы применяются, напр., при исследовании упругих столкновений атомов, ионов и молекул, развития мол. систем после импульсного их возбуждения лазерным излучением, при анализе динамики элементарного акта хим. р-ций, прежде всего газофазных. [c.367]

Неравновесные плазмохимвческве процессы. Энергия электрич. поля газового разряда передается электронам, к-рые отдают ее др. частицам плазмы при столкновениях. При упругих столкновениях вследствие относительно малой массы электронов эффективность передачи энергии тяжелым частицам невелика кроме того, при пониж. давлениях среднее число столкновений частиц в единицу времени вообще относительно мало. Это приводит к тому, что средняя энергия электронов существенно превышает среднюю энергию тяжелых частиц. Так, в плазме тлеющего разряда в газах при давлениях 10—10 Па средняя энергия электронов составляет обычно 3-10 эВ, тогда как поступат. энергия тяжелых частиц и вращат. энфгия молекул не превышают [c.555]

При указанных энергиях электронов возрастает число их неупругих столкновений с тяжелыми частицами, приводящих к хим. р-циям (в т.ч. к ионизации) и возбуждению частиц по виутр. степеням свободы, гп. обр. электронным. В свою очередь, ионы и возбужденные частицы (особенно в метастабильных электронных состояниях) могут оказывать определяющее влияние на механизм и кинетику плазмохим. р-ций. Скорости р-ций с участием возбужденных частиц, ионов и радикалов превышают, как правило, скорости образования этих частиц, поэтому суммарная скорость хим. превращения лимитируется именно стадией образования. В лаб. установках низкотемпературная плазма ограничена твердыми стенками сосуда, в к-ром она генерируется, и при пониж. давлениях характерные времена диффузии частиц к стейкам сосуда сближаются с характерными временами хим. р-ций. В результате роль гетерог. физ.-хнм. процессов возрастает в такой мере, что их необходимо учитывать при анализе механизмов и кинетики плазмохим. р-ций. [c.555]

Плазма — это вещество в сильно ионизированном состоянии, причиной которого могут являться высокая температура или столкновение частиц газа с быстрыми электронами (в газовом разряде). Плазма имеет примерно равные концентрации электронов и положительно заряженных ионов, в целом оставаясь электрически нейтральной. Показано, что электроны плазмы находатся в хаотическом движении, средняя кинетическая энергия которого (температура) больше, чем нейтральных частиц и ионов газа. Иначе говоря, электронный газ в плазме имеет как бы более высокую температуру, чем действительная температура плазмы. В электрическом поле он сравнительно медленно продвигается в сторону анода. В космическом пространстве плазма наиболее распространенное состояние вещества. [c.89]

Источник с тлеющим разрядом представляет собой простое двухэлектродное пространство, заполненное благородным газон при давлеш1и 10-1000 Па. Напряжение, равное нескольким сотням вольт, подаваемое на электроды, вызывает пробой газа и образование ионов, электронов и других частиц. Положительные ионы газа, ускоряясь в электрическом поле, бомбардируют катод, который испускает различные вторичные частицы — ионы и атомы анализируемого вещества. При напряжении 500 В и дав-тении 100 Па средний свободный пробег атомов находится в пределах 0,1-0,05 мм, что предполагает частые столкновения входящих в катод и выходящих из него частиц. Это приводит к потере энергии ионами аргона, но оставшейся энергии вполне достаточно для распыления большого количества пробы. Относительное количество распыленных нейтральных атомов и молекул больше, чем ионизированных, и они диффундируют в пространство между анодом и катодом, где в электронно-ионной плазме подвергаются ионизации. Тлеющий разряд не только атомизирует твердую пробу, но и представляет собой средство, с помощью которого ионизируются эти атомы. [c.850]

Определенный прогресс в построении обобщенных интегралов, могущих использоваться в условиях, когда интеграл столкновений Больцмана неприменим, связан с результатами по учету влияния целого ряда важных в новых условиях физических нроцессов на корреляцию частиц. Так, последовательное описание корреляционных эффектов позволяет последовательно учесть влияние многих частиц на процесс столкновения заряженных частиц плазмы, проявляющееся как в экранировке кулонопского ноля зарядов, так и в эффекте динамической поляризации плазмы, связанной, в частности, с возможностью распространения плаз.менных колебаний. Еще более детальное рассмотрение свойств корреляций позволяет для плазмы обнаруяшть такую ситуацию, когда положение о полной определенности корреляций при заданном распределении частиц по скоростям оказывается неточным. Это имеет место тогда, когда скорость изменения распределения частиц оказывается неменьшей скорости изменения интенсивности плазменных колебаний. В этой ситуации помимо кинетического уравнения для заряженных частиц плазмы возникает кинетическое уравнение для колебаний. [c.20]

Другой, также изложенный в этой книге круг вопросов касается кинетической теории плазмы в сильном магнитном поле. Влияние сильного магнитного поля на корреляции частиц, которое последовательно учитывается в динамической теории обоб-1ценных интегралов столкновений, позволяет рассмотреть процессы релаксации и переноса в условиях, где обычный интеграл столкновений Больцмана применять затруднительно, поскол1.ку в нем пренебрегается влиянием сильных нолей иа траектории частиц во время столкновения. [c.20]