Неравновесная плазма
Анализ четвертого состояния вещества содержащего ионизированные и нейтральные частицы. Обзор различий тепловой и нетепловой плазмы. Понятие барьерного разряда и его отличительной способности развиваться при наложении постоянного электрического поля.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.07.2013 |
| Размер файла | 275,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Неравновесная плазма
Плазма - это четвертое состояние вещества и состоит она из ионизированных и нейтральных частиц. В нашей жизни плазма представлена во всех масштабах. Звезды состоят в основном из плазмы. В меньших масштабах на Земле, плазма представлена в виде северных сияний. Плазма может существовать в различных формах и создана различными путями. Во многих технологических приложениях плазма существует при низких давлениях. При атмосферном давлении в основном применяется высокотемпературная плазма. Следует делать различие между тепловой и нетепловой плазмой. Во всех видах плазмы, развивающихся в электрическом поле электроны приобретают энергию гораздо быстрее, чем тяжелые ионы. В нетепловой плазме охлаждение ионов и незаряженных частиц более эффективно, чем передача энергии от электронов. При этом газ имеет невысокую температуру. С другой стороны в тепловой плазме поток энергии от электронов к тяжелым частицам уравновешивается передачей энергии от тяжелых частиц окружающим молекулам. Температура газа в этом случае очень высокая. Разумеется четкое разделение между ними провести трудно. Иногда разница в температуре в несколько десятков градусов может играть решающую роль. В частности это важно в различных плазмы химических процессах. Особенно важно это различие при обработке объектов чувствительных к температуре. Ранние применения плазмы в медицине в основном основывались на температурных эффектах плазмы. Высокая температура использовалась в медицине для удаления тканей, стерилизации и остановки кровотечения. В качестве современного применения можно привести коагуляцию крови путем пропускания достаточно высокого тока через ткани. Коагуляция достигается за счет высокой температуры в месте контакта. К сожалению в этом случае часто наблюдается прилипание кожи к металлическому контакту и образование шрамов. Альтернативой этому способу явился аргонный коагулятор. В этом случае высоко проводящая аргонная плазма заменяет металлический контакт. Нетепловая плазма также используется при хирургических операциях и косметических кабинетах.
Нетепловые эффекты плазмы являются более перспективными, поэтому в последнее время больший интерес приобретает нетепловая плазма. Более того нетепловые эффекты могут быть очень избирательными в достижении желаемых результатов, например при работе с живыми тканями.
Большинство исследований в области нетепловой плазмы можно разделить на две больших категории: прямое воздействие плазмы и непрямое. В первом случае живые ткани играют роль одного их электродов. В большинстве случаев напряжение не имеет непосредственного контакта с живыми тканями, хотя при этом могут протекать небольшие токи в виде токов смещения и проводимости. Ток проводимости должен быть ограничен, чтобы исключить тепловое или электрическое стимулирование мышц. При использовании прямого воздействия плазмы на ткань воздействует поток различных активных заряженных и незаряженных атомов и молекул, а также ультрафиолетовое излучение.
Непрямая обработка плазмой использует в основном незаряженные частицы, хотя небольшое количество заряженных частиц может присутствовать. В этом случае активные незаряженные частицы доставляются к месту обработки путем пропускания газа через область плазменного разряда с высокой температурой.
В меньших масштабах плазма создается в лабораторных и промышленных установках. В этом случае используются различные виды разрядов. Разряд в газе включает в себя электрические, химические и тепловые процессы. Понимание взаимосвязи этих процессов необходимо для практических применений плазмы. В технических приложениях преимущественно используется диэлектрический барьерный разряд. Его применение имеет значительные преимущества перед химическими методами. Однако, неоднородность такого разряда ограничивает его применение.
Поэтому желательно иметь однородный разряд, так называемый тлеющий разряд при атмосферном давлении.
Но трудности с практической реализацией не позволяют внедрить его в промышленность. Многочисленные эксперименты показали, что такой разряд в принципе можно получить.
Оказаки обнаружил в своих экспериментах, что когда тонкая полиэтиленовая пленка в качестве барьера наложена на тонкую металлическую сетку, то можно получить тлеющий разряд в аргоне и азоте. Фанг повторил его эксперимент и получил похожие результаты.
Однако роль сетки и полиэтилена не была полностью понятна. Голубовский Ю.Б. с помощью численного моделирования предположил, что особое внимание должно уделяться взаимодействию между плазмой и диэлектриком, т. к. десорбция электронов из диэлектрического барьера и поверхностная рекомбинация оказывают значительное влияние на поведение разряда.
Барьерный разряд.
Барьерный разряд характеризуется наличием одной или двух диэлектрических поверхностей внутри зазора.
Такой разряд имеет много общего с разрядом между металлическими поверхностями. Можно выделить четыре фазы развития барьерного разряда:
1. Фаза Таундсена - число заряженных электронов и ионов увеличивается экспоненциально за счет развития лавины без искажения приложенного поля.
2. Стримерная фаза - образование проводящих каналов в газе, внутри щели.
3. Образование катодной поверхности - ток достигает максимальной величины.
4. Фаза гашения - на диэлектрических поверхностях аккумулируется электрический заряд, который уменьшает электрическое поле в зазоре ниже критического и таким образом предотвращает образование новых электронных пар в газе.
Рисунок - Фаза гашения:
ионизированный плазма электрический
Существенное отличие барьерного разряда от других заключается в том, что он не может развиваться при наложении постоянного электрического поля, потому, что емкостная связь через диэлектрики требует наличия переменного поля, чтобы вызвать ток смещения.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Агрегатные состояния вещества. Что такое плазма? Свойства плазмы: степень ионизации, плотность, квазинейтральность. Получение плазмы. Использование плазмы. Плазма как негативное явление. Возникновение плазменной дуги.
доклад [10,9 K], добавлен 09.11.2006Изменение свободной энергии, энтропии, плотности и других физических свойств вещества. Плазма - частично или полностью ионизированный газ. Свойства плазмы: степень ионизации, плотность, квазинейтральность. Получение и использование плазмы.
доклад [10,5 K], добавлен 28.11.2006Понятие плазмы тлеющего разряда. Определение концентрации и зависимости температуры электронов от давления газа и радиуса разрядной трубки. Баланс образования и рекомбинации зарядов. Сущность зондового метода определения зависимости параметров плазмы.
реферат [109,9 K], добавлен 30.11.2011Исследование газообразного состояния вещества, в котором частицы не связаны или весьма слабо связаны силами взаимодействия. Изучение плазмы, частично или полностью ионизированного газа, в котором плотности отрицательных и положительных зарядов одинаковы.
презентация [477,5 K], добавлен 19.12.2011Расчет основных параметров низкотемпературной газоразрядной плазмы. Расчет аналитических выражений для концентрации и поля пространственного ограниченной плазмы в отсутствие магнитного поля и при наличии магнитного поля. Простейшая модель плазмы.
курсовая работа [651,1 K], добавлен 20.12.2012Возникновение плазмы. Квазинейтральность плазмы. Движение частиц плазмы. Применение плазмы в науке и технике. Плазма - ещё мало изученный объект не только в физике, но и в химии (плазмохимии), астрономии и многих других науках.
реферат [43,8 K], добавлен 08.12.2003Механизм функционирования Солнца. Плазма: определение и свойства. Особенности возникновения плазмы. Условие квазинейтральности плазмы. Движение заряженных частиц плазмы. Применение плазмы в науке и технике. Сущность понятия "циклотронное вращение".
реферат [29,2 K], добавлен 19.05.2010Изучение физических свойств и явлений, описывающих протекание электрического тока в газах. Содержание процесса ионизации и рекомбинации газов. Тлеющий, искровой, коронный разряды как виды самостоятельного газового разряда. Физическая природа плазмы.
курсовая работа [203,2 K], добавлен 12.02.2014Электродинамические параметры плазмы как материальной среды, в которой распространение электромагнитных волн сопровождается частотной дисперсией. Характеристика взаимодействия частиц плазмы между собой кулоновскими силами притяжения и отталкивания.
курсовая работа [67,4 K], добавлен 28.10.2011Устройство для получения высокочастотного индукционного разряда. Условия циклотронного резонанса. Виды реакторов высокочастотного емкостного разряда. Основные способы генерации плазмы. Зависимость скорости плазменного травления от параметров процесса.
презентация [1,9 M], добавлен 02.10.2013Определение начальной энергии частицы фосфора, длины стороны квадратной пластины, заряда пластины и энергии электрического поля конденсатора. Построение зависимости координаты частицы от ее положения, энергии частицы от времени полета в конденсаторе.
задача [224,6 K], добавлен 10.10.2015Анализ основных форм самостоятельного разряда в газе. Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка. Определение значения расстояния между электродами, радиуса их кривизны для электрического поля.
лабораторная работа [164,5 K], добавлен 07.02.2015Применение косвенных методов рентгеновской диагностики плазмы индуцированных вакуумных разрядов при лазерном инициировании. Применение камеры-обскуры для исследования пространственных характеристик сильноточного вакуумного разряда на парах металла.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 08.07.2015Производство солнечных модулей, полученных струйным плазмохимическим методом. Разработка модели разложения силана в плазме высокочастотного газового разряда. Влияние метастабильного состояния атома аргона на кинетику электронного газа алюминиевой плазмы.
презентация [1,4 M], добавлен 02.02.2018Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008Анализ электрического состояния цепей постоянного или переменного тока. Системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Расчет реактивных сопротивлений.
курсовая работа [145,0 K], добавлен 16.04.2009Изучение понятия неоднородности плазмы. Определение напряженности поля, необходимой для поддержания стационарной плазмы. Кинетика распыления активных частиц ионной бомбардировкой. Взаимодействие ионов с поверхностью. Гетерогенные химические реакции.
презентация [723,6 K], добавлен 02.10.2013Применение методов ряда фундаментальных физических наук для диагностики плазмы. Направления исследований, пассивные и активные, контактные и бесконтактные методы исследования свойств плазмы. Воздействие плазмы на внешние источники излучения и частиц.
реферат [855,2 K], добавлен 11.08.2014Электромагнитное поле. Система дифференциальных уравнений Максвелла. Распределение потенциала электрического поля. Распределения потенциала и составляющих напряженности электрического поля и построение графиков для каждого расстояния. Закон Кулона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.05.2016Происхождение и общая структура геомагнитного поля. Воздействие потока солнечной плазмы на магнитосферу Земли. Влияние резкого изменения внешнего магнитного поля при магнитной буре или активной геомагнитной зоне на самочувствие и здоровье человека.
реферат [718,1 K], добавлен 04.08.2014
