Плазменная электроника / Plazma_2 (1)

2Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет им. в.и. ульянова(ленина) "ЛЭТИ"

Кафедра ЭПУ

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Плазменная электроника»

Тема:

«ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИК РАСЧЁТА СЕЧЕНИЯ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ ПРИ СОУДАРЕНИИ ЭЛЕКТРОНОВ С АТОМОМ»

Студент гр. 4209		Розкалий Ю. С.
Преподаватель		Марцынюков С.А.

Санкт-Петербург

2016

Вариант задания:

Газ	Ui, B	, м2/В	l	Umax, B	σi max*1020, м2
N2	15.8	8.5	6	110	3.1

Полученные зависимости.

1. Зависимости эффективного сечения ионизации атомов кислорода от напряжения

в

м²

Рис. 2.4. Зависимости эффективного сечения ионизации атомов кислорода от напряжения

2. Зависимость распределения электронов по энергиям по формуле распределения Максвелла для следующих значений средней энергии: 2(1), 7(2), 12(3) эВ. (Рис. 2.5.)

Рис. 2.5. Зависимость распределения электронов по энергиям по формуле распределения Максвелла

3. Зависимость среднего эффективного сечения ионизации от средней энергии электронов для линейной аппроксимации и аппроксимации Лотца-Дрэвина с подобранными расчётными коэффициентами β₁=0.35 β₂=2.1

Рис. 2.6. Зависимость среднего эффективного сечения ионизации от средней энергии электронов

Вывод:

В лабораторной работе были построены зависимости: эффективного сечения ионизации атомов азота от напряжения, распределения электронов по энергиям по формуле распределения Максвелла, среднего эффективного сечения ионизации от средней энергии электронов.

В ходе сравнения экспериментальных и расчетных зависимостей эффективного сечения ионизации атомов азота от напряжения было установлено, что линейная аппроксимация достоверно описывает зависимость эффективного сечения ионизации атомов от напряжения при малых значениях этого напряжения U=15(U_i) – 60 B, а при разности потенциала выше 60 В и вплоть до 500 Вольт для описания зависимости подходит аппроксимация Лотца-Дрэвина с правильно подобранными расчётными коэффициентами β₁ и β₂. Аппроксимация Лотца-Дрэвина с расчётными коэффициентами равными β₁=β₂=1, подойдет лишь для описания зависимости при напряжении выше 500 В.

Сравнивая теорическую кривую с экспериментальной, видно, что различия незначительны при найденных расчетных коэффициентах.

С увеличением энергии площадь сечения ионизации уменьшается за счет того, что время взаимодействия налетающего электрона и атома минимально. При оптимальной энергии сечение ионизации максимально.