منو
 کاربر Online
268 کاربر online

کانون پلاسما

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک
(cached)





لوله های شوک:‏


این لوله ها در اصل برای مسائل آئرودینامیک ساخته شده بودند.اما حال به صورت یک منبع طیف ‏نمایی بسیار مفید در آمده اند. یک موج شوک ( در حالت لوله شوک فشار واداشته ) از ترکیدن یک ‏میان بند بین ناحیه با گاز سبک فشار زیاد و ناحیه های با گاز سنگین تر فشار کم عبور می کند. در ‏پشت سر خود ناحیه ای تقریبا یکنواخت از گاز گرم با دمای چند هزار درجه فشار چند اتمسفر فشار ‏باقی می گذارد. که برای هر نقطه مورد مشاهده معینی ، شاید تا چند هزارم ثانیه دوام یابد.

دما و فشار گاز شوک دیده ، قابل مقایسه با یک قوس ( یا در حالت یک شوک کم دما ، با یک شعله) ‏است، اما مزیت این منبع در این است که دارای ناحیه همگن نسبتا وسیعی است که در آن می توان دما ‏و فشار را مستقیما اندازه گیری و کنترل کرد. زمان گذار، به منظور تفکیک زمانی آسان ، به حد کافی ‏طولانی است.

طیف های اتم ها و یا مولکول های گاز شوک دیده ، و یا طیف اتم هایی که به صورت ‏پودر جامدات وارد سده اند می توانند در حالت نشر یا ، با استفاده از یک درخش مناسب به عنوان ‏زمینه ، در حالت جذب بررسی شوند. اثر گرمایش می تواند با بازتاب موج شوک از انتهای لوله به دو ‏برابر افزایش یابد. ‏‎ ‎

لوله های تخلیه:‏


لوله تخلیه تنگیده نمونه دیگری از وسایلی است که در آن تخلیه تنگیده روی می دهد و برای منظور کاملا متفاوتی ایجاد شده است ( در مورد ‏واکنش های گرما هسته ای کنترل شده )، اما کاربردهای مفیدی در طیف نمایی پیدا کرده است. کار این ‏منبع بر این اساس قرار دارد که میدان مغناطیسی وابسته به ضربه ای از جریان شدید می تواند برای ‏فشردن سریع یک ستون از گاز یونیزه ، به طرف محور مورد استفاده قرار گیرد.

با کامل شدن عمل ‏رمبش ، سرعت های شعاعی منظم در اثر برخوردها به سرعت های کاتوره ای یا گرمایی تبدیل می ‏شوند. که حاصل آن ستون باریکی از گاز خیلی گرم است که قبل از گسترش و سرد شدن تا چند میکرو ‏ثانیه پایدار می ماند.

درجه بالای یونش حاصل در تنگه و مدت زمان کوتاه دوام ، آن را قابل مقایسه با جرقه می کند. اما ‏از آنجایی که پلاسما دارای ابعاد سانتی متری ( به جای کسری از میلی متر ) و خواصی به حد زیاد ‏قابل کنترل و تولید مجدد است. لذا این منبع می تواند برای بررسی فرآیندهای اتمی نظیر تعریض طیفی ‏نیز به کار می رود.

مکانیزم عمل تخلیه تنگیده:


طرز کار یک تخلیه تنگیده را می توان به وسیله تنگه خطی نشان داد. مخزنی از ‏خازن ها شامل تعداد زیادی خازن های موازی تا چند کیلو وات پرشده ، و انرژی ذخیره شده حدود چند ‏صد یا هزار ژول ، در داخل گازی کم فشار ( در حدود میلی تور یا یک تور ) بین الکترودهای واقع در ‏دو انتهای لوله استوانه ای تخلیه ، به طور یک متر یا در این حدود ، تخلیه می شود. ضریب القای تمامی مدار بسیار پایین نگه داشته می شود. به طوری که عمل تخلیه فقط در عرض چند ‏میکرو ثانیه انجام می گیرد و دامنه جریان در حدود 5 1.0 آمپر است.

خطوط نیروی وابسته به میدان ‏مغناطیسی دوایری هم مرکز با محور لوله تخلیه اند. بنابراین ، ذرات باردار شده به طور شعاعی به ‏طرف محور رانده می شوند. مقادیر نوعی برای دما و چگالی الکترون در تنگی ماکزیمم به ترتیب ‏برابر ‏‎°K‏ 105 و 1017cm-3( 1023cm-3 ) اند، اما با انتخاب مناسبی از پارامترهای مدار و فشار گاز می توان دما را تا دو مرتبه مقداری و تا چهار مرتبه مقداری تغییر داد.

کاربرد لوله تخلیه تنگیده:


در یک تنگه – z به سادگی می توان مراحل یونش را تا تقریبا مرحله ششم به دست آورد. یونش ‏های مراحل بالاتر را می توان از یک تنگه – θ به دست آورد، که در آن دما یک مرتبه مقداری بالا‏تر است. اساس کار در این روش مشابه تنگه – z است. با این تفاوت که مشخصات هندسی جریان و ‏میدان مغناطیسی جابه جا شده اند.

خازن در پیچکی واقع در دور لوله تخلیه خالی می شود. جریان ‏پلاسمای القایی در جهت θ جریان می یابد و میدان مغناطیسی درامتداد محور قرار دارد. به طوری که ‏ذرات باردار دوباره در امتداد شعاع به طرف داخل کشیده می شوند.‏

کانون پلاسمایی:‏


نوعی تخلیه تنگیده برای ثبت طیف های نوری با کوتاه ترین طول موج و بالا ترین مرحله یونش با جرقه خلا رقابت می کند. انرژی ذخیره شده ( حدود چندین هزار ژول ) از یک خازن بزرگ که تا 30 ‏ولت یا در این حدود پر شده است، در عرض چند هزارم ثانیه تخلیه می شود و جریانی با قله از مرتبه ‏‏10 آمپر را ایجاد می کند. اما در این حالت الکترودها استوانه های هم محوریند که برای تشکیل یک ‏تفنگ پلاسمای انتهای باز آرایش یافته اند و جریان تخلیه به طرف انتهای باز رانده می شود.

بنابراین با رمبش رشته ای با چگالی انرژی فوق العاده بالا ، با دمایی از مرتبه ev 1000 را به ‏وجود می آورند. این انباشته با دمای بالای پلاسما دارای حجمی در حدود 0.01cm3 و فقط 10/1 ‏میکروثانیه دوام دارد. اما چگالی الکترون ، برای ایجاد یونشی با درجه بالا در این زمان ، به حد کافی ‏بزرگ است (در حدود 1019cm3). طیف های حاصل هم از ماده الکترود و هم از گاز محتوی ناشی ‏می شوند. به عنوان مثال ، خطوط طیفی هلیوم و هیدروژن گونه آرگون 16تا 17 بار یونیده و بین 3 ‏و 4 آنگستروم ، با این وسیله عکس برداری شده اند.‏

پلاسمای تولید شده از لیزر:‏


پلاسمایی با گستره دمایی ( ev 5000- 500 ) اما با چگالی الکترونی خیلی بالا تر 1020cm-3 یا ‏بیشتر ، را می توان با کانونی کردن لیزر ضربه عظیم سویچ زنی Qی نئودینیوم یا یاقوت در روی یک ‏هدف جامد با لیزری به قدرت قله در حدود 100 مگاوات به دست آورد.

علیرغم عمر کوتاه ( پلاسما فقط چند نانو ثانیه ) به سبب چگالی الکترونی بالا ، مراحل یونشی در ‏گستره 12 تا 15 حاصل می شوند. چنین پلاسمایی به ویژه برای مطالعه مراحل یونش بالای فلزات ، ‏به کار رفته به عنوان ماده هدف ، مفید است، در صوری که در تخلیه تنگه ، طیف های به دست آمده ‏عمدتا مربوط به یونهای گاز محتوی لوله تخلیه است.‏

مباحث مرتبط با عنوان:




تعداد بازدید ها: 15790


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..