plasma phong dien khi

CÁC ỨNG DỤNG CỦA PLASMA PHÓNG ĐIỆN KHÍ HV: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG ANH... -Plasma là dạng vật chất thứ tư của vũ trụ - Được gọi tắt là khí ion, các electron thoát khỏi hạt nhân và bay tự do t

PLASMA PHÓNG ĐIỆN

KHÍ

1 PLASMA

2 CÁC DẠNG PHÓNG ĐIỆN

KHÍ

3 CÁC ỨNG DỤNG CỦA

PLASMA PHÓNG ĐIỆN KHÍ

HV: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG ANH

1 PLASMA

Tia chớp là dạng plasma xuất

hiện tự nhiên trên bề mặt trái

đất

Plasma Mặt Trời

-Plasma là dạng vật chất thứ

tư của vũ trụ

- Được gọi tắt là khí ion, các electron thoát khỏi hạt nhân và bay tự do trong plasma.

- Phân loại plasma dựa vào: nhiệt độ, mật độ hạt, độ ion hóa,

-Có hai loại: plasma nhiệt độ cao, và plasma nhiệt độ

thấp.

- Sự phóng điện trong chất khí được gọi là plasma khí:

+ phóng điện phụ thuộc

+ sự tự phóng điện

Điều kiện để tồn tại plasma

• Chiều dài plasma khảo sát phải lớn hơn bán kính Debye

• Thời gian khảo sát plasma phải lớn hơn thời gian dao động riêng của plasma:

>> tD

• Môi trường plasma là môi trường liên tục

2

2

4

4

ne

kT L

ne

kT r

r L

e

e b

b

π

π

>>

⇒

=

>>

τ

Sự phóng điện phụ

thuộc

+ Plasma cân bằng : số hạt

mang điện mất đi bằng số

hạt sinh ra, tuân theo hàm

vận tốc Maxwell, có cùng

nhiệt độ , trong quy mô vũ

trụ

+ Plasma không cân bằng:

cần phải cung cấp năng

lượng để duy trì

Có hai phương pháp ion hóa

chất khí:

+ nhiệt ion hóa + quang ion hóa Nhiệt độ trong tia

chớp có thể đạt đến 28000K và mật độ e

24 10

Nhiệt ion hóa

• Khi đốt nóng chất khí, các phân tử thu

được năng lượng đủ lớn để có thể gây ra sự ion hóa chất khí

Quá trình này dễ dàng xảy ra trong khí có thế ion hóa thấp, đặc biệt trong hơi kim loại kiềm

• Nhiệt ion hóa luôn có quá trình nghịch xảy

ra là quá trình tái hợp

• * vận tốc ion hóa:

• * vận tốc tái hợp:

2 0

1

η

2 2

2 = k nine

η

2

Quang ion hóa

Sự tách nguyên tử và phân tử khí thành các ion và electron dưới tác dụng của bức xạ được gọi là quang hóa

Điều kiện để có quang ion hóa:

Điện tử giải phóng có năng lượng :

Khi chiếu các bức xạ bước sóng ngắn ( tia X, tia

gamma), bức xạ có năng lượng lớn, nên quang ion hóa xảy ra với cường độ cao

i

eV

h ν ≥

i

eV h

mv

2 1

+

+

+

+ + +

Sự tự phóng điện

+

+

+

+ + +

Sự tự phóng điện

- Dưới tác dụng của điện trường mạnh, một đđiện tử thốt ra từ catơt sau khi đi được quãng đường d, ion hĩa chất khí do đĩ ta cĩ số ion được sinh ra là

- các ion sinh ra chuyển động về catơt làm phát xạ điện tử thứ cấp với là số điện tử phát xạ từ bề mặt kim loại.

- Các điện tử này tiếp tục chuyển động đến Anơt và làm ion hĩa chât khí và lại tiếp tục sinh ra ion đập vào catơt và sẽ cĩ điện tử thứ cấp được sinh ra

- Quá trình cứ tiếp tục ta được:

- Từ đĩ, ta được mật độ dịng anơt là:

(eαd − 1)

(eαd −1)

γ

γ

(eαd − 1)

γ

( )2

2 eαd − 1

γ

) 1 (

1

0

−

−

= d d

e

e n

γ

) 1 (

1

0

−

−

= d d

a

e

e i

i αα

γ

Định luật Pasen

• Khi tăng thế giữa hai điện cực thì sẽ tăng

nhanh và tiến đến 1 -> không cần tác động bên ngoài, phóng điện vẫn tồn tại được

• Đa số <<1, nên điều kiện phóng mồi là:

• với

• Thế mối phóng điện không phụ thuộc vào p, d riêng biệt mà phụ thuộc vào tích pd

α

(eαd − 1) γ

γ

0 1

1 + γ − γ eαd ≈ − γ eαd =









=

⇒

=

=









=

pd

V pdf

m

m m

m

e pd

V

d

V E

p

E p

E pf

) (

1

);

(

;

φ

φ γ

α

Các phương pháp làm giảm

thế mồi Vm

1.Dùng kim loại có công thoát nhỏ làm

cathode

2 Dùng hỗn hợp khí Penning

3 Nhờ nguồn tác động bên ngoài: tăng

khả năng phát xạ điện tử và gây ion hóa mạnh ( ví dụ: đốt nóng cathode,

chiếu bức xạ có bước sóng ngắn )

• Glow discharges plasma

xenon

Một số máy dùng trong kĩ thuật để tạo

plasma phóng điện khí

• Cpc: được sử dụng trong các ngành sản xuất chế biến bán dẫn

• Icp: plasma có nguồn năng lượng cung cấp bởi năng lượng từ trường.