Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Ứng dụng của Plasma nhiệt độ thấp

Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Ứng dụng của Plasma nhiệt độ thấp nêu lên định nghĩa Plasma, phân loại, tính chất của Plasma, đèn huỳnh quang, định luật Pasen, sự kích thích và ion hóa, ống phóng điện,... Mời các bạn tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Ứng dụng của Plasma nhiệt độ thấp Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Khoa Vật Lý Bộ Môn Vật Lý Ứng DụngỨNG DỤNG CỦA PLASMA NHIỆT ĐỘ THẤP CBHD: PGS. TS Lê Văn Hiếu HVTH: Nguyễn Văn Thọ Tô Lâm Viễn Khoa Nguyễn Đỗ Minh Quân Phạm Văn Thịnh 1 Lê Khắc Tốp ĐỊNH NGHĨA PLASMAPlasma là một khí chuẩn (giả) trung hòa về điện,trong đó bao gồm các hạt mang điện, kể cả các hạttrung hòa, các hạt này mang tính tập hợp.Các điều kiện tồn tại plasma. + Giả trung hòa về điện Z n 0 e ,i e , i + Bán kính Debeye phải nhiều lần nhỏ hơn kích thước của miền chứa tập hợp. D PHÂN LOẠI• Plasma nhiệt độ thấp có nhiệt độ trong khoảng 3000-70000K, thường được sử dụng trong đèn huỳnh quang, ống phóng điện tử, tivi plasma…• Plasma nhiệt độ cao có nhiệt độ lớn hơn 70000K, thường gặp ở mặt trời và các ngôi sao, trong phản ứng nhiệt hạch… 3 TÍNH CHẤT CỦA PLASMA• Hoạt tính hóa học cao → dùng để thay đổi tính chất bề mặt mà không ảnh hưởng đến vật liệu khối; có thể trở thành môi trường phát Laser khí.• Dẫn điện → có thể điều khiển nhiệt độ plasma bằng trường điện từ.• Năng lượng cao và nhiệt độ cao → dùng trong các quá trình xử lí cơ khí (hàn, cắt, v.v...)• Bức xạ điện từ → dùng làm nguồn sáng, màn hình Plasma. 4 ĐÈN HUỲNH QUANG• GIỚI THIỆU• CƠ SỞ LÝ THUYẾT• CẤU TẠO• HOẠT ĐỘNG 5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT• HIỆU ỨNG PENNING• ĐỊNH LUẬT PASEN• SỰ VA CHẠM• SỰ KÍCH THÍCH VÀ ION HÓA• SỰ TÁI HỢP 6 HIỆU ỨNG PENNINGHiệu ứng Penning là ion hóa nguyên tử, phân tửkhí tạp chất do va chạm loại 2 với nguyên tửsiêu bền khí cơ bản 7 HIỆU ỨNG PENNINGVí dụ cho 0,1% Ar vào khí phóng điện Ne tinhkhiết có catoth bằng kim loại Mo, thì thế cháy củanó sẽ giảm từ 115 V Xuống 85 VTrong phóng điện Ne tinh khiết, tác dụng củanguyên tử siêu bền xuất hiện trong phản ứng.Ne* + Ne* Ne+ + Ne + eNếu cho một khí Ar vào, thì nguyên tử siêu bền Ne*bắt đầu ion hóa do va chạm loại 2 với nguyên tử Artheo phản ứng:Ne* + Ar Ne + Ar+ + e 8 ĐỊNH LUẬT PASEN Dưới tác dụng của điện trường mạnh, mộtđiện tử thoát ra từ catôt sau khi đi được quãngđường d, ion hóa chất khí do đó ta có số ionđược sinh ra là: d e 1 9 ĐỊNH LUẬT PASEN Các ion sinh ra chuyển động về catôt làm phát xạđiện tử thứ cấp  e d  1 với  là số điện tử phát xạ từ bề mặt kim loại. Các điện tử này tiếp tục chuyển động đến Anôt và làm ion hóa chât khí và lại tiếp tục sinh ra  e 1 ion đập vào catôt và sẽ có d điện tử thứ cấp được sinh ra  2 ed 12 10 ĐỊNH LUẬT PASENQuá trình cứ tiếp tục ta được e d n  n0 1   (e d  1)Từ đó, ta được mật độ dòng anôt là: d e i a  i0 d 1   (e  1) 11 ĐỊNH LUẬT PASEN Khi tăng thế giữa hai điện cực thì sẽ tăng nhanh và  e d  1tiến đến 1 -> không cần tác động bên ngoài, phóngđiện vẫn tồn tại được. 12 ĐỊNH LUẬT PASEN Đa số trong các trường hợp  ĐỊNH LUẬT PASEN Các phương pháp làm giảm thế mồi Vm1.Dùng kim loại có công thoát nhỏ làm cathode2. Dùng hỗn hợp khí Penning3. 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..) 14 SỰ VA CHẠM• VA CHẠM ĐÀN HỒI• VA CHẠM KHÔNG ĐÀN HỒI 15 VA CHẠM ĐÀN HỒIVa chạm đàn hồi: là loại va chạm không làm biến đổi tính chất của hạt. Va chạm đàn hồi giữa electron với phân tử hay nguyên tử là loại va chạm thường gặp nhất. Theo thực nghiệm thì khi năng lượng electron vượt quá vài eV thì tiết diện tán xạ đàn hồi giảm khi tăng vận tốc hạt. 16 VA CHẠM KHÔNG ĐÀN HỒI Va chạm không đàn hồi: là loại va chạm làm biếnđổi tính chất của hạt như kích thích, phản ứng hóahọc, ion hóa,… Sự chuyển điện tích là sự truyền điện tích từ ionchuyển động nhanh c ...