Плазмова електроніка.
Плазмова електроніка– це розділ електроніки, в якому вивчають процеси колективної взаємодії потоків заряджених часток з плазмою та іонізованим газом, що приводять до збудження в системі хвиль і коливань, а також використання ефектів такої взаємодії для створення приладів та пристроїв електроніки.
Плазма = квазінейтральний газ заряджених частинок.
Плазма (від грець. plasma — зліплене, оформлене), частково або повністю іонізований газ, в якому щільності позитивних та негативних зарядів практично однакові.
Термін «плазма» в фізиці був уведений у 1923 американськими вченими І.Ленгмюром і Л.Тонксом, що робили зондові вимірювання параметрів низькотемпературної газорозрядної плазми.
При достатньо сильному нагріванні будь-яка речовина випаровується, перетворюючись у газ. Якщо збільшити температуру, різко посилиться процес термічної іонізації (молекули газу почнуть розпадатися на їх атоми, які потім перетворяться в іони). Іонізація газу, крім того, може бути викликана його взаємодією з електромагнітним випромінюванням (фотоіонізація) або бомбардуванням газу зарядженими частинками.
Відмінність властивостей плазми від властивостей нейтральних газів:
1. Взаємодія частинок плазми між собою характеризується кулонівськими силами притягнення та відштовхування, що зменшуються із відстанню більш повільно, ніж сили взаємодії нейтральних частинок. Це означає, що взаємодія частинок у плазмі є не «парним», а «колективним» — одночасно взаємодіють друг з другом велика кількість частинок.
2. Електричні та магнітні поля сильно діють на плазму (у той же час як вони слабо діють на нейтральний газ), викликаючи появу у плазмі об’ємних зарядів і струмів та забезпечують ряд специфічних властивостей плазми.
Частково (не повністю) іонізована плазма– присутня значна кількість нейтральних атомів.
Заряджена (нейтральна) плазма– сумарний позитивний заряд частинок дуже відрізняється від сумарного негативного.
Електронно – діркова плазма у напівпровідниках.
Як правило розглядають квазінейтральну електрон-іонну плазму.
Густина: n – кількість електронів в одиниці об’єму.
Температура: Т – температура плазми в енергетичних одиницях.
m, р -- маса та імпульс електрона
«Квантовий» масштаб - довжини хвилі Де-Бройля
«Плазмовий» масштаб - відстань між частинками
Класична плазма:
Класична плазма: частинки можна розглядати як точкові заряди. ln>>ld-B
Вироджена плазма: суттєві квантово-механічні ефекти. ln £ ld-B
|
Ідеальна плазма: WE <<Wk (потенційна енергія взаємодії частинок є малою в порівнянні з тепловою енергією)
WE -- енергія кулонівської взаємодії;
Wk -- кінетична енергія частинок.
Макроскопічне відхилення від квазінейтральності приводить до появи електричного поля. В плазмі виникають подовжні коливання просторового заряду -- ленгмюрівсбкі хвилі. Наявність власних коливань є властивістю плазми.
Плазмова частота
Випромінювання плазми.
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 723;