To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
29.10.2010 r.
Spektroskopia atomowa i molekularna
Sprawozdanie do ćw. 4 i 5 SPEKTROSKOPOWA DIAGNOSTYKA PLAZMY ŁUKU PRÓŻNIOWEGO
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z pojęciem plazmy oraz wybranymi metodami jej diagnostyki. Spektroskopowa diagnostyka plazmy polega na wyznaczeniu różnych parametrów , m.in. : stopnia jonizacji atomów, koncentracji elektronów (atomów bądź cząsteczek),energii czy temperatury. 2. Wstęp teoretyczny
Plazma jest to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, złożona zarówno z cząstek naładowanych elektrycznie, jak i obojętnych. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna. Z uwagi na obecność dużej ilości jonów o różnym ładunku, a także swobodnych elektronów, plazma silnie oddziałuje z polem elektrycznym, magnetycznym i elektromagnetycznym. Z tych samych względów, plazma przewodzi prąd elektryczny, a jej opór, inaczej niż w przypadku metali, maleje ze wzrostem temperatury.
Plazmy mogą występować w różnych stanach : -stanie lokalnej równowagi termicznej (LRT), zwane termicznymi; -stanie częściowej lokalnej równowagi termicznej (CLRT); -jako plazmy nierównowagowe; Na skutek zderzeń sprężystych i niesprężystych, najczęściej elektronów z innymi cząstkami plazmy, w plazmie powstaje energia. Jeśli otrzyma się odpowiednio dużą energię, można osiągnąć stan, w którym wszystkie zachodzące procesy wzajemnie się równoważą(z wyjątkiem spontanicznej emisji i absorpcji). Wtedy plazma jest bliska osiągnięcia równowagi termodynamicznej. Można założyć, że prędkości wszystkich rodzajów cząstek opisuje rozkład Maxwella, a ich średnia energia kinetyczna jest jednakowa. Zaś rozkład cząstek określany jest rozkładem Boltzmana. Prawo Sahy-Eggerta określa koncentrację cząstek w różnych stanach jonizacyjnych , natomiast koncentracje składników reakcji - prawo Goldberga-Waagego. Temperatury w tych wszystkich prawach są jednakowe i wspólne dla wszystkich rodzajów cząstek. Oznacza to, że większość własności plazmy jest definiowana przez temperaturę. W warunkach ziemskich nie istnieje możliwość utrzymywania plazmy w stanie równowagi termicznej z otoczeniem. Dlatego bardzo często używanym przybliżeniem stanu CLRT jest stan lokalnej równowagi termodynamicznej (LRT), w którym wszystkie wyżej wymienione prawa są spełnione. Aby opisać plazmę w tym stanie, określa się energię na poszczególnych poziomach energetycznych. Tym samym konieczne jest określenie:
(…)
….
Ponadto dla wartości temperatkiury wzbudzenia równej 6702,586K, czyli dla tytanu atomowego (λ0=498,17nm o Ek=26911cm-1) wybieram dwie linie kolejnych stanów wzbudzonych: λ1=281,03nm o Ek=65308cm-1 Tw=6891,031K i λ2=237,5nm o Ek=83797cm-1 Tw=4211,193K
Dla Me I: -liczba cząstek emitujących linie spektralne o tej długości fali (tej samej energii) jest blisko 4 na 100 cząsteczek znajdujących się w plazmie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)