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实验名称：气体放电等离子体特性实验(一)-自动(2)

2013-08-19 01:05 再将e和K代入上式，得
 
 普通物理讲过，服从麦克斯韦分布律的电子的平均速度，me是电子的质量。
 电子平均动能
由图直线段BD在电流轴上的截距，可得出Iev，而求出电子浓度。

I eo为静电单位。下面求出正离子平均速度vi。因为等离子区中电子的浓度和止离子的浓度相等，所以由图2的AB段可以得到

可求出探极所在那一点的空间电位和等离子区轴向电场强度：
 如果延长BD和FE,则交点K所对应的Vs便是探极那一点的空间电位。测出探极在不同点的空间电位Vs1 , Vs2...... ,并除以两点间的距离，就得出等离子区的轴向电场强度：
 
 
实验内容 :
 气体放电实验装置包含：带探极的玻璃放电管，放电管高压电源及调节装置，探极电源及调节装置，放电管真空系统（抽气机，漏气阀，真空测量装置）等。实验过程如下：
 1，检查实验系统，高低压电源调节于初始位置，关闭漏气阀。
 2，对放电管抽气并通过调节漏气阀维持10帕上下真空度。
 3，慢慢调节高压，直至放电管放电。
 4，观察和记录气体放电现象，了解放电分区与外界条件的关系。
 5，在等离子区用探极法测定伏安特性。放电管__1二作状态：V＜1000伏，I＜10毫安。探极测试电压从一300伏到+100伏，记录探极测试电压和电流。注意在100伏以      下，电流增加快，测量点不要多，以免烧坏电极。
 6，在半对数坐标纸上作伏安特性，初步检验测量结果，测量误差大的要重测。
 7，关闭电源，在等离子区移动探极，重新测量一组数据，了解等离子区纵向电场分布。
 8，计算电子等效温度及电子浓度。己知探极直径0o 8毫米，长度10毫米。

实验数据表格及数据处理：
 真空度：           45     帕；
 探针直径：        0.8  毫米；探针长度：       10    毫米；
 放电管电压：   860  伏特；放电电流：       10   毫安；
 伏安特性测量数据表：电压（伏特），电流（微安）。
电流 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 
静电单位电流 60000 90000 120000 150000 180000 210000 240000 270000 300000 330000 360000 
电压1 157.0 151.1 147.8 144.8 143.3 141.3 140.6 139.3 138.3 137.3 136.7 
电压2 155.9 150.0 146.5 144.0 142.7 141.0 140.2 139.2 137.9 137.2 136.6 
电压平均 156.5 150.6 147.2 144.4 143.0 141.2 140.4 139.3 138.1 137.3 136.7 
静电单位电压 0.5217 0.5020 0.4907 0.4813 0.4767 0.4707 0.4680 0.4643 0.4603 0.4577 0.4557 
LogI 1.301 1.477 1.602 1.699 1.778 1.845 1.903 1.954 2.000 2.041 2.079 
lnI 11.002 11.408 11.695 11.918 12.101 12.255 12.388 12.506 12.612 12.707 12.794 

可作图如下：

将上图斜率代入公式：
                   
可得，电子等效温度为：
     Te=4.8*10-10/（27.642*1.38*10-16）＝1.26*105K。
  （转载自科教范文网http://fw.nseac.com）
 又因为探针直径为0.8毫米，探针长度为10毫米，所以有
 S=пR2+2пRL=25.62mm2.
 所以由
 
 公式可得：
 ve=6.972*109, 又由图可得Ieo ＝25.317，所以有：
 
 
 ＝1.18*106