Методы измерения поступательной, вращательной и колебательной температур Основные свойства низкотемпературной плазмы как неравновесной среды являются результатом способа ее поддержания. Электрическое поле, создаваемое прикладыванием напряжения между электродами, ускоряет более подвижные электроны, которые затем передают свою энергию молекулам газа как при упругих, так и при неупругих соударениях.
Большая часть энергии электронов переходит в колебательную энергию молекул газа. Затем эта энергия может переходить в химическую энергию продуктов плазмохимических реакций, в излучение, а также за счет колебательно-поступательной релаксации — во вращательную и поступательную энергию молекул. На последней стадии сообщенное газу тепло передается стенкам разрядной камеры и электродам. В связи с этим в большинстве случаев выполняется следующее соотношение между температурами: Te > Tvib > Trot ≈ Ttr
Молекулярные спектры В большинстве случаев для низкотемпературной плазмы вращательная поступательная температуры близки. и Наряду с неравновесностью, обусловленной различием температур, низкотемпературная плазма неравновесна также и в отношении степени ионизации. Степень ионизации газа гораздо меньше (на 6 — 7 порядков) равновесной величины, соответствующей температуре и плотности.
Молекулярные спектры Для измерения поступательной температуры газа в плазме молекулярных газов наиболее часто применяются следующие методы: 1) измерение термопарами; 2) измерение температуры по доплеровскому уширению спектральных линий атомов; 3) измерение температуры газа по относительной интенсивности вращательной структуры полос электронно-колебательных или колебательных переходов молекул.
Молекулярные спектры (Т-10)
Молекулярные спектры
Далее – Прикладная физика
Спектральные приборы Регистрация оптических спектров производится с помощью спектральных приборов, которые в основном бывают двух типов: призменные и дифракционные. В первом случае разложение излучения в спектр осуществляется стеклянной или кварцевой призмой благодаря явлению дисперсии света. Во втором случае используется явление дифракции света на дифракционной решетке с большим числом штрихов на 1 мм (от 600 до 3000 штр/мм).
Спектральные приборы
Спектральные приборы На рисунке была представлена схема призменного спектрального прибора в режиме регистрации спектров поглощения вещества. Свет от источника 1, имеющего в этом случае сплошной спектр излучения, проходит через иссле дуемый поглощающий образец 2 и падает на узкую входную щель 3 спектрального прибора. Линза 4 преобразует излучение, идущее от щели, в параллельный пучок, который затем падает на прозрачную призму 5.
Спектральные приборы Вследствие дисперсии света в призме лучи с разной длиной волны преломляются ею на разные углы сначала на первой, а затем и на второй гранях призмы, причем с увеличением длины волны угол отклонения луча призмой уменьшается. Однако все лучи с одинаковой длиной волны остаются параллельными между собой и собираются второй линзой 6 в одну точку (точнее, в вертикальную узкую полоску) в ее фокальной плоскости 7.
Лучи разных длин волн собираются в разных точках фокальной плоскости, в результате чего в плоскости 7 наблюдается спектр поглощения вещества в виде темных или серых линий и полос на фоне цветного сплошного спектра источника излучения. Снизу - спектр испускания того же вещества, полученный методом фотоэлектрической регистрации (зависимость интенсивности излучения от длины волны).
При регистрации спектров испускания в качестве источника 1 используют свечение самого исследуемого вещества (поглощающий образец в этом случае отсутствует), и в плоскости 7 наблюдают исследуемый спектр. Типы спектральных приборов В зависимости от способа регистрации полученного спектра и его дальнейшего использования спектральные приборы можно подразделить на следующие типы:
1. Спектроскопы – предназначены для визуального наблюдения спектров, главным образом при экспресс-анализе веществ. В этом случае в плоскости 7 прибора ставится полупрозрачный экран (матированная стеклянная пластинка), на котором и наблюдается спектр вещества. 2. Спектрографы – предназначены для регистрации спектров на бумаге, фотопленках или фотопластинках. При фотографической регистрации спектров в плоскости 7 прибора размещается фотоматериал, на котором и регистрируется исследуемый спектр.
3. Монохроматоры – предназначены для выделения узкого спектрального диапазона (определенной длины волны) из наблюдаемого спектра, для этого в плоскости 7 прибора помещается узкая выходная щель. Перемещая эту щель вдоль фокальной плоскости 7 или смещая спектр относительно нее (вращением призмы 5) можно выделить необходимую длину волны, т. е. получить монохроматичное излучение. Эта схема используется также для фотоэлектрической регистрации спектров.
4. Фото(электро)колориметры – предназначены для измерения оптической плотности окрашенных растворов на определенных длинах волн (обычно для последующего определения концентрации поглощающего вещества). ….
Скачать презентацию Методы измерения поступательной вращательной и колебательной температур Основные
Молекулярные спектры_лекция_8.ppt