Измерение длины свободного пробега положительных ионов в разряженном газе.
Сергей А. Постников, Сергей В. Суслов.
Физический факультет НГУ. Курс по термодинамике и молекулярной физике. Второй семестр.
Александр С. Золкин, научный руководитель - к. ф.-м. н. (НГУ)
      Аннотация
         Создана установка, создающая тлеющий разряд в низком вакууме. Катод выполненный в виде сетки формирует "ионный ветер", ток которого замеряется с помощью подвижного коллектора. Измерены зависимости тока ионов от расстояния (0..165 мм.), замеряемого между катодом и коллектором при различных давлениях воздуха (0,03..0,1 тор.) и напряжениях (0,6..2,6 кВ.) между анодом и катодом. Косвенно получена зависимость длины свободного пробега иона в пучке (5..80 мм.) от давления газа и напряжения между электродами, формирующими разряд. Предлагается упрощенная физическая модель рассеивания ионов. В результате проведенных измерений замечены следующие отклонения от модели:
"Излом" логарифмической "прямой" тока на малых расстояниях (~40 мм.) при относительно низких давлениях (0,05..0,03 тор.).
Заметное отклонение от линейной зависимости логарифмической кривой тока при относительно высоких давлениях. (0,1..0,05 тор.).
Резкое возрастание тока при малых расстояниях (5..40 мм.) и относительно высоких давлениях (0,1 тор.) и напряжениях (1,6..2,6 кВ.), обусловленное зажиганием полых ка-тодов.
"Горбообразная" зависимость длины свободного пробега от давления.
Делается попытка качественных объяснений этих явлений. Работа полезна для исследований процессов в "ионном ветре" тлеющего разряда.
|