PhyExp Wiki kisülése lumineszcens kisülés

Bevezetés

Az izzító kisülés (2) a 25. oldal olyan jelenség, amely bizonyos nyomás- és potenciálkülönbségek esetén jelentkezik. A gáz ezután ionizálódik, és az úgynevezett plazma (2) 11. oldalt képezi (az univerzumban nagyon reprezentált állapot, nevezetesen több mint 99%), állapotát, amelyben az ionok és az elektronok egy "levest" alkotnak, amely nagyjából semleges. Más körülmények között, amelyeket később megmagyarázunk, a plazma elosztható sztríciumok kialakításával (1) (a sötét zónák és a plazmában gazdag zónák váltakozása). Ezt a jelenséget javasoljuk itt tanulmányozni, pontosabban a csíkok eloszlását, valamint a ragyogó kisülés megjelenési feltételeit.

wiki

Elmélet

Ebben a részben elsőként elmagyarázzuk azokat a jelenségeket, amelyek egy izzási kisülés során játszódnak le, majd több képletből megismerjük a különböző paraméterek közötti kapcsolatokat annak érdekében, hogy változtatni lehessen. .

Jelenség

A jelenség különböző régiói.

Az elektronok egymás után keresztezett zónái alatt mutatjuk be (jobbról balra a fenti képen)

  1. Katód régió: pozitív töltés felhalmozódása, amely világító burkot képez
  2. Crokkes Dark Space: az elektronok felgyorsulnak, de nincs elegendő energiájuk a csőben lévő atomok/molekulák ionizálására, az elektromos tér értéke gyorsan csökken a térben.
  3. Negatív fény: az elektronoknak elegendő energiájuk van az ionizáció előidézéséhez, az ambipoláris mező megjelenése (az alkalmazott térrel ellentétes elektromos tér a töltések delokalizációja miatt)
  4. Faraday Sötét Tér: Az elektronok energiát vesztettek a negatív fényben való áthaladásuk során, és ismét gyorsulni kezdenek (az ambipoláris mező (1) csökken, mert az ionok nagy távolságra vannak az elektronoktól)
  5. A pozitív oszlop: A negatív izzástól bizonyos távolságra érkezve az elektronok visszanyerték a közeg ionizálásához szükséges energiát. Gázmolekulákkal ütközve elveszítik energiájuk egy részét, és a közeg helyi ionizációja által kiváltott gyenge ambipoláris mező miatt lassabban gyorsulnak fel, mint a sötét zóna végén. Ezután sötét területen vagyunk. A jelenség újratermelődik, amint az elektronok megfelelő sebességet szereztek stb.
  6. Anód régió: Ugyanazt a jelenséget figyeljük meg, mint a katód régióját.

Képletek

Paschen törvénye

Ez a törvény (4) megjósolja annak a potenciális különbségküszöbnek a létét, amelytől a plazma megjelenése lehetséges. Ez a küszöb közvetlenül függ a nyomás szorzatától és az elektródák közötti távolságtól.

  • a gáznyomás (torrban).
  • a katód és az anód közötti távolság (cm-ben).
  • és konstansok, amelyek a gáz természetétől és az elektródák összetételétől függenek.

Goldstein-Wehner törvénye

Ez a törvény (5) összefüggést ad a cső átmérője, a nyomás és a 2 egymást követő sztrájk közötti távolság (világos vonal + sötét tér, lásd a fenti képet) között álló csíkok esetén.

  • a nyomás (Torr-ban).
  • a sugár (cm-ben).
  • olyan állandó, amely a gáz jellegétől függ, és amely nem azonos a Paschen-törvényével.

Kísérleti protokoll

Tapasztalataink célja

Megpróbáljuk ellenőrizni az előző rész törvényeit a környezeti levegő esetében.

  • Paschen törvénye szerint megpróbálunk különböző $> értékeket venni a különböző értékekhez és, és megpróbáljuk a $> értékeket egy pascheni törvény szerint összevetni a szorzat és a kapott termék függvényében. értékei és főleg a.

Felszerelés

lásd a számokat az alábbi fotón

  • [1] Hengeres 15 cm hosszú és 3 cm átmérőjű cső

phyexp/uploads/D% C3% A9charge/Montage.png "/>
fotó a közgyűlésről

A jelenségek megjelenésének feltétele

  • Az izzító kisülés megjelenése: Csak alacsony nyomáson kell lennie, kellően alacsony ahhoz, hogy generátorunk képes legyen a közeg ionizálásához elegendő potenciálkülönbséget alkalmazni.

Folyamat

  1. Az elektródák közötti távolság beállítása a teleszkópos csőnek és a csőzárásnak köszönhetően
  2. A szelep zárása
  3. Alacsony nyomás
  4. A nyomás beállítása a szelep beállításával
  5. Ha meglehetősen alacsony nyomás érhető el (kevesebb, mint 10 torr), az elektródák közötti potenciálkülönbség leadása
  6. Mérések elvégzése
  7. A generátor leállítása
  8. A szivattyú leállítása
  9. Szelepnyitás
  10. Csőnyitás

Mérések elvégzése

  • A csíkokhoz: átlátszatlan "harangot" alakítunk a cső körül, amely alatt van egy fényképezőgépünk. A kamerát a cső elé helyezzük úgy, hogy a cső szintjén jól látható szabvány legyen (vagy akár magát a csövet is vegyük alapértelmezettnek, ha látható). Amint a csíkok megjelennek, megvárjuk, amíg a jelenség stabilizálódik, és képet készítünk. Ezután elemezhetjük a fényképet, hogy megszerezzük a csíkok közötti távolságot egy szoftverből, amely megadja a fénykép két pontja közötti képpontok számát, és a szabványnak köszönhetően visszatérhetünk a 2 csík közötti valós távolságra. Előzetesen győződjünk meg arról, hogy a fényképen több csík látható, annak érdekében, hogy értékként lehessen venni a fotón feltüntetettek átlagát. Ezekben a kísérletekben 50 cm hosszú csöveket használnak 3,4 és 4,3 cm belső átmérőhöz.

Megfigyelések, eredmények és bizonytalanságok

Megfigyelések

A csíkokon

Ezt lehet elérni az átmérőnél 6-7-szer hosszabb csövekkel. Nem tudtunk teljesen stabil gerincű kisülést elérni. Ez azt jelenti, hogy körülbelül tíz másodpercig sikerült megfigyelnünk a stabil "zónákat" (lásd a cső bal részét a második videó alatt 15 másodperc körül). Ezek azok a stabil területek, amelyeket fényképekkel készítettünk, és amelyeket a következő részben felhasználunk. Az alábbi három fényképen a fehér nadrágtartókat használják a kérdéses terület megjelölésére.