气体放电物理 2 碰撞的统计规律.ppt

一、相互作用的分类;二、碰撞时的能量转移;设?(?)为粒子2在碰撞后进入? 到 ?+d?范围内的几率：;2. 非弹性碰撞时的能量转移;三、碰撞的统计规律;2. 碰撞几率和碰撞频率;四、电子、离子与原子间的弹性碰撞;五、气体原子的激发和电离;2. 原子和离子与气体原子碰撞致激发和电离;3. 光致激发和光致电离;4. 热激发和热电离;炽热电离的气体是热平衡体系，离子，电子和原子组成的热力学体系，有共同温度 压强：P=Pa+Pi+Pe 多组分化学平衡的平衡方程 ;Saha方程;Saha方程的用法;六、气体原子的激发转移和消电离;(1) 潘宁效应（Penning Effect）;(2) 辐射的淬灭和敏化荧光;敏化荧光现象：;2. 带电粒子的复合;3. 带电粒子的电荷转移; 一般情况下，上述过程都是可逆的，其可逆过程的几率或截面之间的关系服从微观可逆性的细致平衡原理。;第三节 带电粒子在气体中的运动;带电粒子按照自由程的分布;二、带电粒子的扩散运动;;考虑到粒子的各向同性运动，只有六分之一的粒子是朝向x方向运动，因此单位时间穿过单位面积的A粒子数量，即左向扩散通量为：;穿过x=0平面的不只是一个平均自由程范围内的粒子， 而且不同粒子穿过自由程的时间也是不同的，扩散系数应该比上述结果大，详细计算结果为;单位时间内因为碰撞离开dV的粒子向四面八方分散，飞向dA方向的通量为;存在数密度梯度的情况下，数密度可以写成;J为扩散通量(atoms/(m2·s)或kg/(m2·s))；D为扩散系数(m2/s)；n为数密度（或者浓度） (atoms/(m3)或kg/(m3)) ；负号表示扩散方向与密度梯度方向相反。下面是三维情况下的Fick定律;2、A粒子浓度梯度随时间变化。;随着扩散的进行，粒子的分布逐步趋向均匀化。扩散通量与粒子数密度之间的关系，就是菲克第二定律，也就是连续性方程 ;如果在t=0, r=0处产生了n0个带电粒子， 由于扩散，那么t时刻，r处的带电粒子数量可由拉普拉斯变换法解得，为;这是扩散系数的测定方法之一。;三、带电粒子的漂移运动;电离气体中，带电粒子受到其他原子分子的剧烈碰撞，因此电场的加速经常不打断，损失电场中获得的速度，或者改变方向，总之粒子在电场方向的速度损失严重。;1、离子的漂移运动;其实，???子的速度和自由程不是相同的离子的速度分布是麦克斯韦分布，up是离子最可几速度;离子迁移率的平均值为;离子迁移率随着场强也是略有变化的，较低场强时几乎与场强无关。;（2）离子在其他气体中的漂移运动;2、电子的飘移运动;电子的平均迁移速度;上述处理过程没有考虑电子的扩散运动，其实电子迁移过程中，电子的热运动也是影响扩散过程的;截面是电子速度的函数。在x处，电子受到电场加速，速度增加，因此截面也变化;考虑到，;为了计算dt内的质心位移，先计算电子群中的一个电子每运动一个自由程，其在电场方向的位移，然后再计算dt时间内电子群共经历了多少自由程，再求得其质心总位移 首先考虑一个电子(速度为u的电子中的一个），沿着与电场成一定角度的方向，无碰撞地运动了r距离（即自由程为r）;自由程为 r的总电子数目为;所有速度为u的电子经过一次碰撞前的总位移为;把上述结果带入前面总位移积分中得到;对各种速度的电子进行平均，得到电子群的平均迁移速度;爱因斯坦关系;爱因斯坦关系的一般性;爱因斯坦关系的一般性证明（热平衡条件下）;双极扩散的产生;双极扩散的示意图;双极性扩散方程;双极扩散系数;双极扩散系数讨论;热平衡条件下，Ti=Te，