Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подразумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским согла- шением

Math-Net.Ru

Общероссийский математический портал

Л. Н. Пятницкий, Г. П. Хаустович, В. В. Короб- кин, Спектр рассеяния лазерного излучения плазмой при атмосферном давлении, ТВТ , 1968, том 6, вы- пуск 4, 751–752

Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подразумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским согла- шением

http://www.mathnet.ru/rus/agreement Параметры загрузки:

IP: 139.59.245.186

3 ноября 2022 г., 16:32:53

30

Z5

го

15

10

У Д К 5 3 5 . 3 6

С П Е К Т Р РАССЕЯНИЯ Л А З Е Р Н О Г О И З Л У Ч Е Н И Я ПЛАЗМОЙ

П Р И АТМОСФЕРНОМ Д А В Л Е Н И И

Л. Н. Пятницкий, Г. Л. Хаустович, В. В. Коробкин М е т о д д и а г н о с т и к и п л а з м ы , о с н о в а н н ы й н а а н а л и з е с п е к т р а л а з е р н о г о и з л у ч е ­ н и я , р а с с е я н н о г о с в о б о д н ы м и э л е к т р о н а м и , и м е е т , п о с р а в н е н и ю с д р у г и м и м е т о д а м и , р я д п р е и м у щ е с т в , к о т о р ы е о п р а в д ы в а ю т е г о с л о ж н о с т ь . П о с у щ е с т в у — э т о е д и н ­ с т в е н н ы й м е т о д , п о з в о л я ю щ и й п р о в о д и т ь л о к а л ь н ы е и з м е р е н и я ( л и н е й н ы е р а з м е р ы и с с л е д у е м о г о о б ъ е м а м о г у т д о с т и г а т ь д е с я т ы х и с о т ы х д о л е й м и л л и м е т р а ) . К р о м е того, о н д а е т в о з м о ж н о с т ь о п р е д е л я т ь о д н о в р е м е н н о к о н ц е н т р а ц и ю и т е м п е р а т у р у э л е к т р о н о в , а т а к ж е и м е е т х о р о ш е е в р е м е н н о е р а з р е ш е н и е .

В о п и с а н н ы х в Л и т е р а т у р е э к с п е р и м е н т а х с п е к т р р а с с е я н и я п р и н а л и ч и и к о л ­ л е к т и в н ы х э ф ф е к т о в в п л а з м е н а б л ю д а л с я ( с м . , н а п р и м е р , [1, 2]) д л я п р а к т и ч е с к и п о л н о с т ь ю и о н и з и р о в а н н о й п л а з ­

м ы п р и н е б о л ь ш о м н а ч а л ь н о м 35 д а в л е н и и н е й т р а л ь н ы х а т о м о в ( п о р я д к а 1 мм рт. ст.), к о г д а и н ­ т е н с и в н о с т ь р э л е е в с к о г о р а с с е я ­ н и я н е з н а ч и т е л ь н а . В р я д е п р а к ­ т и ч е с к и в а ж н ы х с л у ч а е в ( п л а з м а т р о н ы , М Г Д - г е н е р а т о р ы и д р . ) н е ­ о б х о д и м о з а м е р я т ь п а р а м е т р ы п л а з м ы п р и д а в л е н и и , б л и з к о м к а т м о с ф е р н о м у . В э т и х у с л о в и я х о с н о в н о й э ф ф е к т н а н е с к о л ь к о п о р я д к о в н и ж е р э л е е в с к о г о р а с с е я н и я , з а с в е т к а о т к о т о р о г о в з н а ч и т е л ь н о й с т е п е н и у с л о ж н я е т п р о в е д е н и е д и а г н о с т и к и .

В н а с т о я щ е й р а б о т е б ы л а е д е л а п а п о п ы т к а п о л у ч и т ь с п е к т р р а с с е я н и я с в е т а э л е к т р о н а м и н и з к о т е м п е р а т у р н о й п л а з м ы п р и а т м о с ф е р н о м д а в л е н и и . В к а - , ч е с т в е и с т о ч н и к а п л а з м ы и с п о л ь ­ з о в а л а с ь а р г о н о в а я д у г а с воль­

ф р а м о в ы м и э л е к т р о д а м и ; т о к д у г и 14 а. П л а з м а п р о с в е ч и в а л а с ь с ф о к у с и р о в а н н ы м л у ч о м р у б и н о ­ вого л а з е р а , р а б о т а ю щ е г о в р е ­ ж и м е м о д у л и р о в а н н о й д о б р о т ­

н о с т и . Р а с с е я н н ы й с в е т н а б л ю д а л с я п о д у г л о м 9 0 ° и а н а л и з и р о в а л с я п р и п о м о щ и д в о й н о г о м о н о х р о м а т о р а Д Ф С - 1 2 , ф о т о у м н о ж и т е л я и о с ц и л л о г р а ф а . Д л я у м е н ь ш е н и я з а с в е т к и от р э л е е в с к о г о р а с с е я н и я , от р а с с е я н и я н а т в е р д ы х ч а с т и ц а х м е т а л л а и о т и з л у ч е н и я , р а с с е я н н о г о н а д е т а л я х у с т а н о в к и , и н т е н с и в н о с т ь к о т о р ы х н а н е с к о л ь к о п о р я д к о в п р е в ы ш а е т и н т е н с и в н о с т ь р а с с е я н н о г о н а э л е к т р о н а х и з л у ч е н и я , п р и м е н я ­ лась с и с т е м а « м а с о к » . М а с к и п р е д с т а в л я л и с о б о й о т в е р с т и я , и м е ю щ и е ф о р м у и р а з ­ м е р ы п р о е к ц и и р а с с е и в а ю щ е г о о б ъ е м а н а щ е л и м о н о х р о м а т о р а и у с т а н а в л и в а л и с ь в п л о с к о с т я х э т и х щ е л е й . С ц е л ь ю у в е л и ч е н и я о т н о ш е н и я п о л е з н о г о с и г н а л а к ш у м у п л а з м ы р а с с е и в а ю щ и й о б ъ е м б ы л в ы б р а н в о з м о ж н о м е н ь ш и м — 0 , 0 1 6 мм³. Р а с с т о я ­ ние м е ж д у э л е к т р о д а м и д у г и с о с т а в л я л о 5 мм. Ц е н т р р а с с е и в а ю щ е г о о б ъ е м а п о м е ­ щ а л с я п о о с и д у г и н а р а с с т о я н и и 1,5 мм от к а т о д а .

Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е д а н н ы е п р и в е д е н ы н а р и с у н к е . П о о с и а б с ц и с с о т л о ж е н а д л и н а в о л н ы X в а н г с т р е м а х , а п о о с и о р д и н а т — о т н о с и т е л ь н а я а м п л и т у д а с и г н а л а 5 / б м а к с , г д е б и э к с — а м п л и т у д а с и г н а л а , п о л у ч е н н о г о н а д л и н е в о л н ы и з л у ч е н и я 1азера (6943 А ) . Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й д л я щ е л е й м о н о х р о м а т о р а , с о о т в е т с т в у ю щ и х i А, п о к а з а н ы т е м н ы м и т о ч к а м и . К р и в а я , п р о в е д е н н а я п о э т и м т о ч к а м , о п и с ы в а е т с п е к т р р а с с е я н н о г о с в е т а п р и с р е д н е й м о щ н о с т и з о н д и р у ю щ е г о и з л у ч е н и я 10 Мет.

С п е к т р и м е е т ц е н т р с и м м е т р и и , р а с п о л о ж е н н ы й н а д л и н е в о л н ы и з л у ч е н и я л а з е р а . Ц е н т р а л ь н ы й м а к с и м у м о б у с л о в л е н р а с с е я н и е м с в е т а н а д е т а л я х у с т а н о в к и , р а с с е я ­ н и е м н а т в е р д ы х ч а с т и ц а х и р э л е е в с к и м р а с с е я н и е м . Д в а к р а й н и х с и м м е т р и ч н ы х м а к с и м у м а с в я з а н ы с р а с с е я н и е м с в е т а э л е к т р о н а м и . И х ц е н т р ы н а х о д я т с я от л а з е р ­ ной л и н и и н а р а с с т о я н и и ± 5 0 А.

С ц е л ь ю в ы я в л е н и я в л и я н и я и з л у ч е н и я л а д е р а н а п а р а м е т р ы п л а з м ы б ы л и п р о -

»

о *

/ t

/ ° \ /А

1 У

_/

•8871 6888

I

!'

^/

• М

6860 6900 то 6980 7020

в е д е н ы о п ы т ы с мощностью з о н д и р у ю щ е г о и з л у ч е н и я 6 Мет. Р е з у л ь т а т ы этой серии о п ы т о в п о к а з а н ы с в е т л ы м и т о ч к а м и . П р о в е д е н н ы е по н и м к р и в ы е в основном повто­

р я ю т х а р а к т е р п о в е д е н и я п е р в о й кривой, и з чего следует, что и з л у ч е н и е л а з е р а не о к а з ы в а л о существенного в о з д е й с т в и я н а п л а з м у . Н а т о м ж е р и с у н к е п у н к т и р н а я л и н и я описывает с п е к т р ф о н а у с т а н о в к и и рэлеевского р а с с е я н и я аргона, н а х о д я ­ щ е г о с я п р и к о м н а т н о й т е м п е р а т у р е . В е р т и к а л ь н ы е о т р е з к и н а н е с е н ы в м е с т а х р а с ­ п о л о ж е н и я л и н и й и з л у ч е н и я аргоновой п л а з м ы . Отрезки п о с т р о е н ы в м а с ш т а б е от­

носительно л и н и и 6965 А, к о т о р а я в з я т а произвольно.

Д л я и л л ю с т р а ц и и ч и с л е н н о й о ц е н к и п а р а м е т р о в п л а з м ы в о с п о л ь з у е м с я р е з у л ь ­ т а т а м и теории, и з л о ж е н н о й в [3]. Вид с п е к т р а р а с с е я н и я о п р е д е л я е т с я б е з р а з м е р ­ н ы м п а р а м е т р о м

X т / пе2

где X — длина в о л н ы з о н д и р у ю щ е г о и з л у ч е н и я ; 9 — угол р а с с е я н и я ; п, Т — к о н ц е н ­ т р а ц и я и т е м п е р а т у р а электронов, е — з а р я д электрона; к — п о с т о я н н а я Б о л ь ц м а н а .

У ч и т ы в а я х а р а к т е р спектра, м о ж н о з а р а н е е сделать з а к л ю ч е н и е , ч т о р а с с е я н и е я в л я е т с я к о л л е к т и в н ы м и а л е ж и т в п р е д е л а х 1 < а < 4.

И с п о л ь з у я первое п р и б л и ж е н и е т е о р и и (3], м о ж н о в ы ч и с л и т ь а, п, Т по э к с п е р и ­ м е н т а л ь н ы м з н а ч е н и я м п о л о ж е н и я м а к с и м у м о в сателлитов ДА, относительно л и н и и зондирующего и з л у ч е н и я и по з н а ч е н и я м п о л у ш и р и н ы сателлитов ЬХ.

Расчет дает с л е д у ю щ и е п а р а м е т р ы п л а з м ы д л я АХ = 50 А и ЬХ = 20 А: п =

= 1,03-Ю'

П о л у ч е н н ы е р е з у л ь т а т ы я в л я ю т с я п р е д в а р и т е л ь н ы м и и требуют д а л ь н е й ш е г о у т о ч н е н и я , особенно это к а с а е т с я з н а ч е н и я т е м п е р а т у р ы .

Энергетический и н с т и т у т П о с т у п и л о в р е д а к ц и ю им. Г. М. К р ж и ж а н о в с к о г о 7 X I I 1 9 6 7

Л И Т Е Р А Т У Р А 1. Г. М . М а л ы ш е в . Ж . т е х н . физ., 35, 12, 2129,1965.

2. W. В. J о n s о п. J E E E T r a n s , А Р - 1 5 , 1 . 152, 1967 3. Е. Е. S а 1 р е t е г. P h y s . Rev., 120, 5, 192§, 1960.

У Д К 536.6:546.77 Э К С П Е Р И М Е Н Т А Л Ь Н О Е И З М Е Р Е Н И Е Э Н Т А Л Ь П И И М О Л И Б Д Е Н А

П Р И П Р Е Д Е Л Ь Н О В Ы С О К И Х Т Е М П Е Р А Т У Р А Х В. Я. Чеховской, В. А. Петров

И з м е р е н и ю э н т а л ь п и и и и с т и н н о й теплоемкости молибдена в области в ы с о к и х т е м п е р а т у р п о с в я щ е н о много работ {1—16]. В последнее в р е м я , н а р я д у с ш и р о к о р а с п р о с т р а н е н н ы м методом с м е ш е н и я , н а ш л и п р и м е н е н и е в области в ы с о к и х т е м п е ­ р а т у р р а з л и ч н ы е н е с т а ц и о н а р н ы е м е т о д ы и з м е р е н и я и с т и н н о й т е п л о е м к о с т и в е щ е с т в , п р о в о д я щ и х э л е к т р и ч е с к и й ток. В частности, именно н е с т а ц и о н а р н ы м и м е т о д а м и б ы л а и з м е р е н а и с т и н н а я т е п л о е м к о с т ь м о л и б д е н а в ы ш е 1000° К [1—7] и в п е р в ы е до­

с т и г н у т ы п р е д е л ь н ы е т е м п е р а т у р ы эксперимента, б л и з к и е к т е м п е р а т у р е п л а в л е н и я молибдена {1, 5]. В то ж е в р е м я в и з в е с т н ы х р а б о т а х по и з м е р е н и ю э н т а л ь п и и мо­

либдена методом с м е ш е н и я [8—16] п р е д е л ь н ы е т е м п е р а т у р ы и с с л е д о в а н и я достигают только 2500—2600° К. Н е с м о т р я н а большое ч и с л о работ по исследованию молибдена, р а с х о ж д е н и е м е ж д у д а н н ы м и р а з л и ч н ы х исследователей по и с т и н н о й теплоемкости весьма в е л и к о и п р и т е м п е р а т у р а х в ы ш е 2000

К достигает около 2 0 % .

Ц е л ь п р е д л а г а е м о й работы з а к л ю ч а л а с ь в у т о ч н е н и и о п ы т н ы х д а н н ы х по э н т а л ь ­ п и и молибдена к а к в области у м е р е н н ы х т е м п е р а т у р , т а к и п р и п р е д е л ь н о в ы с о к и х т е м п е р а т у р а х , и с п о л ь з у я достаточно н а д е ж н ы й и т о ч н ы й метод с м е ш е н и я . И с с л е ­ д у е м ы е о б р а з ц ы молибдена и м е л и п р и м е с и р а з л и ч н ы х в е щ е с т в н е более 0,05 в е с . % .

В ы с о к а я т е м п е р а т у р а э к с п е р и м е н т а п о л у ч а л а с ь в п е ч и с в о л ь ф р а м о в ы м н а г р е ­ в а т е л е м с о п р о т и в л е н и я [17] в атмосфере аргона м а р к и «чистый». Методика исследо­

в а н и я и п р и м е н я е м а я а п п а р а т у р а подробно о п и с а н ы в [15, 17—19]. Вновь п о л у ч е н н ы е о п ы т н ы е д а н н ы е по э н т а л ь п и и молибдена о х в а т ы в а ю т и н т е р в а л т е м п е р а т у р 1000—

2850° К и в п л о т н у ю подходят к т е м п е р а т у р е п л а в л е н и я этого м е т а л л а . Р е з у л ь т а т ы

и з м е р е н и я п р е д с т а в л е н ы в т а б л и ц е .