等离子体物理试验.PPT

等离子体物理实验 沈翔瀛07300190032 合作人：朱宝成 指导老师：乐永康 一.实验原理 等离子体（Plasma）是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，或者“超气态”。等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。等离子体是由克鲁克斯在1879年发现的，1928年美国科学家欧文·朗缪尔和汤克斯（Tonks）首次将“等离子体（plasma）”一词引入物理学，用来描述气体放电管里的物质形态。严格来说，等离子是具有高位能动能的气体团，等离子的总带电量仍是中性，借由电场或磁场的高动能将外层的电子击出，结果电子已不再被束缚于原子核，而成为高位能高动能的的自由电子。 实验原理 低气压放电可分为三个阶段：暗放电、辉光放电和电弧放电。经典直流低气压放电在正常辉光放电区有如下区域：阿斯顿暗区、阴极辉光区、阴极暗区、阴极区、负辉光区、法拉第暗区、正电柱、阳极辉光区和阳极暗区。 二.实验内容 等离子的I—V特性测定 气体击穿电压与电极间距的关系研究 验证帕邢定律 探针法测电子温度 等离子体的发射光谱研究 三.实验步骤 抽真空： A．检查仪器的完整性，连接好所有管路，安装好放电管部件 B．将高压输出电源线接至放电管两端的正负极板 C．检查水箱里有无冷却水，接通总电源 D．打开总电源开关 E．关闭电子流量计，打开隔膜阀，并依次接通冷却水电源，真空泵电源，抽真空，接通电阻真空计电源 F．打开转子流量计，调节气体流量到一定值，调节隔膜阀，稳定工作气压，开高压，将工作选择打到辉光放电测量 G．缓慢调节高压调节，记录辉光放电和电流的测量结果绘制I—V曲线 测量I—V曲线 测量I—V曲线 Paschen（帕邢定律） 在直流电气放电中,气体的击穿电压由下式决定: 验证帕邢定律 极板间距一定时，不同气压下的击穿电压测量 其中d分别为75mm、94mm、100mm。 验证帕邢定律 Pd一定时击穿电压测定 探针测量实验 实验原理图 探针测量实验 根据探针测得的I-V关系曲线可以得到电子温度： 探针测量实验 探针测量实验 测量电子温度 P=21Pa U=400V I=2.04mA-1.87mA P=40Pa U=338V I=2.5mA P=40Pa U=415v I=5.5mA