等離子體物理實(shí)驗(yàn)PPT課件

1、等離子體物理實(shí)驗(yàn)沈翔瀛07300190032合作人：朱寶成指導(dǎo)老師：樂(lè)永康一.實(shí)驗(yàn)原理n等離子體（Plasma）是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài)，廣泛存在于宇宙中，常被視為是物質(zhì)的第四態(tài)，被稱(chēng)為等離子態(tài)，或者“超氣態(tài)”。等離子體具有很高的電導(dǎo)率，與電磁場(chǎng)存在極強(qiáng)的耦合作用。等離子體是由克魯克斯在1879年發(fā)現(xiàn)的，1928年美國(guó)科學(xué)家歐文朗繆爾和湯克斯（Tonks）首次將“等離子體（plasma）”一詞引入物理學(xué)，用來(lái)描述氣體放電管里的物質(zhì)形態(tài)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，等離子是具有高位能動(dòng)能的氣體團(tuán)，等離子的總帶電量仍是中性，借由電場(chǎng)或磁場(chǎng)的高動(dòng)能將外層的電子擊出，結(jié)果電子已不再被束縛于原子核，

2、而成為高位能高動(dòng)能的的自由電子。 實(shí)驗(yàn)原理n低氣壓放電可分為三個(gè)階段：暗放電、輝光放電和電弧放電。經(jīng)典直流低氣壓放電在正常輝光放電區(qū)有如下區(qū)域：阿斯頓暗區(qū)、陰極輝光區(qū)、陰極暗區(qū)、陰極區(qū)、負(fù)輝光區(qū)、法拉第暗區(qū)、正電柱、陽(yáng)極輝光區(qū)和陽(yáng)極暗區(qū)。 二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n等離子的IV特性測(cè)定n氣體擊穿電壓與電極間距的關(guān)系研究n驗(yàn)證帕邢定律n探針?lè)y(cè)電子溫度n等離子體的發(fā)射光譜研究三.實(shí)驗(yàn)步驟n抽真空：A檢查儀器的完整性，連接好所有管路，安裝好放電管部件B將高壓輸出電源線接至放電管兩端的正負(fù)極板C檢查水箱里有無(wú)冷卻水，接通總電源D打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)E關(guān)閉電子流量計(jì)，打開(kāi)隔膜閥，并依次接通冷卻水電源，真空泵電源，抽真空

3、，接通電阻真空計(jì)電源F打開(kāi)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，調(diào)節(jié)氣體流量到一定值，調(diào)節(jié)隔膜閥，穩(wěn)定工作氣壓，開(kāi)高壓，將工作選擇打到輝光放電測(cè)量G緩慢調(diào)節(jié)高壓調(diào)節(jié)，記錄輝光放電和電流的測(cè)量結(jié)果繪制IV曲線 測(cè)量IV曲線測(cè)量IV曲線Paschen（帕邢定律）n在直流電氣放電中,氣體的擊穿電壓由下式?jīng)Q定: ()1ln/ln(1)bCpdVf pdApd驗(yàn)證帕邢定律n極板間距一定時(shí)，不同氣壓下的擊穿電壓測(cè)量極板間距一定時(shí)，不同氣壓下的擊穿電壓測(cè)量 n其中d分別為75mm、94mm、100mm。驗(yàn)證帕邢定律nPd一定時(shí)擊穿電壓測(cè)定一定時(shí)擊穿電壓測(cè)定 探針測(cè)量實(shí)驗(yàn)n實(shí)驗(yàn)原理圖探針測(cè)量實(shí)驗(yàn)n根據(jù)探針測(cè)得的I-V關(guān)系曲線可以得到電子溫度： (0,0)2IVieeITdIkdV探針測(cè)量實(shí)驗(yàn)探針測(cè)量實(shí)驗(yàn)n測(cè)量電子溫度nP=21Pa U=400V I=2.04mA-1.87mAnP=40Pa U=338V I=2.5mA