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Die Plasma-Randschicht In Randschicht ist Plasma nicht mehr quasineutral!

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Präsentation zum Thema: "Die Plasma-Randschicht In Randschicht ist Plasma nicht mehr quasineutral!"—  Präsentation transkript:

1 Die Plasma-Randschicht In Randschicht ist Plasma nicht mehr quasineutral!

2 Charakteristische Längen:

3 x xsxs 0 Elektronen in der Randschicht wxwx Für x x s gilt n e =n i =n s Geschwindigkeitsverteilung: für x =x s und w x 0: Maxwell-Verteilung für x=0 und w x > 0: f (x=0, w x > 0) =0

4 Elektronen in der Randschicht nicht bekannt!

5 Lokale Elektronendichte

6 Ionen in der Randschicht für x x s gilt n e =n i =n s falls kein Strom zwischen Wand und Plasma fließt: v e ~ v i ~ v s

7 Lösen der Poisson-Gleichung: Bohm-Bedingung, Linearisierung in möglich Wegen Randbedingung ( muss abfallen für x gegen 0):

8 Bohm-Kriterium: Aus der Ionisationsschicht müssen Ionen mindestens mit Schallgeschwindigkeit ausströmen!

9 Das Wandpotential (Langmuir-Potential) Flüsse sind gleich: Fluss der Elektronen in die Wand = Fluss der Elektronen in die Schicht

10 Das Randschichtpotential

11 Die Langmuir-Sonde I U U/I-Kennlinie liefert Aussagen über Plasmadichte und -temperatur

12 U/I-Sondenkennlinie U I c b a d Starknegativ alle Ionen keine Elektronen auf Sonde Ionen- Sättigungsstrom (Spg.Nullpkt.bezogen auf Plasmapotential Ionensättigungsstrom zur Dichtebestimmung

13 Starknegativ alle Ionen keine Elektronen auf Sonde Ionen- Sättigungsstrom U I c b a d alle Ionen und alle Elektronen Plasmapotential (positiver) Nettostrom U/I-Sondenkennlinie Positiv gegenPlasma alle Ionen kehrenum Elektronen- Sättigungsstrom Elektronenstrom Ionenstrom Nettostrom Gesamtstrom = 0 floating potential (Spg.Nullpkt.bezogen auf Plasmapotential)

14 Sondenkennlinie I i < 0 U I c b a d Elektronen-Sättigungsstrom:

15 Floating-Bedingung Im Bereich des floating-Potentials folgt die Elektronentemperatur aus dem Anstieg der logarithmierten Kennlinie

16 Zusammenfassung Plasmarandschicht In Randschicht ist Plasma nicht quasineutral! Bohm-Kriterium: Aus der Ionisationsschicht müssen Ionen mindestens mit Schallgeschwindigkeit ausströmen!

17 Zusammenfassung Plasmarandschicht Die Langmuir-Sonde Wandpotential: Elektronendichte aus Ionen- (Elektronen-)sättigungsstrom Elektronentemperatur aus 1. Ableitung der logarithmierten Kennlinie im Bereich des Strom-Nulldurchgangs


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