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1、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n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，
2、而成为高位能高动能的的自由电子。实验原理n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n等离子的IV特性测定n气体击穿电压与电极间距的关系研究n验证帕邢定律n探针法测电子温度n等离子体的发射光谱研究三.实验步骤n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
3、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IV曲线 测量IV曲线测量IV曲线Paschen（帕邢定律）n在直流电气放电中,气体的击穿电压由下式决定:()1ln/ln(1)bCpdVf pdApd验证帕邢定律n极板间距一定时，不同气压下的击穿电压测量极板间距一定时，不同气压下的击穿电压测量 n其中d分别为75mm、94mm、100mm。验证帕邢定律nPd一定时击穿电压测定一定时击穿电压测定 探针测量实验n实验原理图探针测量实验n根据探针测得的I-V关系曲线可以得到电子温度：(0,0)2IVieeITdIkdV探针测量实验探针测量实验n测量电子温度nP=21Pa U=400V I=2.04mA-1.87mAnP=40Pa U=338V I=2.5mAnP=40Pa U=415v I=5.5mA48.7 10eTK54.7 10eTK51.4 10eTK
等离子体物理实验PPT课件
