等离子体系列实验 演讲者：肖文瀚 09300300041 谈辰宇 09300300032 近代物理实验口头报告.

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1 等离子体系列实验 演讲者：肖文瀚 09300300041 谈辰宇 09300300032 近代物理实验口头报告

2 目录 1 、等离子体简介 2 、实验目的 3 、实验装置 4 、测量等离子体 I-V 特性 5 、验证帕邢定律 6 、等离子体稳定条件研究

3 等离子体是如何产生的？ 温度继续升高到 10K 4 甚至更高，就有越来越 多的物质分子 / 原子被电离 物质就变成了一团由电子、离子和中性粒 子组成的混合物，统称为等离子体 地球上，人们最早见到的等离子体是火焰、 闪电和极光。

4 选择等离子体系列实验的原因 宇宙中 99% 以上的可见 物质都处于 等离子态 各类人造等 离子体在生 活、生产和 研究中的应 用越来越广 泛

5 实验目的 直流辉光等离子体 了解等离子体物理的基本知识和一些重要 的应用领域 等离子体检测的常用方法

6 实验原理图

7 实验装置面板

8 等离子体的辉光放电现象

9 等离子辉光放电时的Ｉ－Ｖ特性 使用控制变量法 在放电管极板间距一定的情况下 控制气压不变，电流随电压的升高的增大， 且斜率会不断变大 一定电压下，气压越高时，电流越大，电 流增大的速率变快。

10 辉光放电属于 低气压放电 利用电子将中 性原子和分子 激发 当粒子由激发 态降回至基态 时会以光的形 式释放出能量。 阿斯顿暗区 阴极辉光区 阴极暗区 负极辉光区 法拉第暗区 正柱区 阳极辉光区 阳极暗区

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12 对Ｉ－Ｖ特性曲线的分析 与电学元件联系, 其特性类比二极管伏安特 性 图中可看出气压增大， dI/dU 也增大，即等 离子体电导增大，导电性增强。

13 实验二 气体击穿电压的测定及帕邢 定律验证实验 汤森第一电离系数 汤森第一电离系数 α 定义为一个电子沿电场 走过一米时平均电离碰撞的次数，以每米 离子电子对数作单位 汤森判据 在两平板电极之间的气体发生电气击穿时， 两平板之间的电流应无限增长

14 帕邢定律

15 帕邢定律对 pd 进行微分并使微商等 于零 pd 值，

16 实验结果展示 保持 pd 乘积不变，取不同的 p 、 d 值，测量 对应的气体击穿电压

17 改变 pd 的值，让其单调变化

18 网站上的样图

19 得出的实验结论 1. 误差范围内， pd 乘积一定时，击穿电压也 一定 2. 单调改变时，击穿电压发生较明显变化， 但由于实验时遗漏，并未测得最小击穿电 压值

20 实验三 等离子体稳定条件研究 等离子体被击穿后，降低电压，等离子体 光开始变暗，依然稳定。 如果升高电压，达到一定值，则等离子体 光开始闪烁不定，并伴有咝咝声。

21 实验结论 等离子体的稳定范围在维持击穿电压与某高 压之间。

22 汤森放电 — 气体的击穿 实验现象解释

23 实验中遇到的问题 抽气、进气的平衡很难控制，导致测量的 放电电流常处于变化中，经常是边测量边 调节气压平衡，浪费大量的时间，也造成 测量数据误差。 电压达到一定值时，电流会逐渐减小，非 常不稳定，对实验采集数据造成较大的偏 差

24 参考文献 [1] 林立中 直流辉光放电正柱区等离子体轴 向不均匀性及不稳定性的实验研究 [2] guangdashen 辉光放电guangdashen [3] 等离子体的应用 DH2005 型直流辉光等离 子体实验装置

25 THE END !