物理33-06(2004)辉光放电
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第1篇一、实验目的1. 了解辉光放电的基本原理和现象。
2. 掌握辉光放电球的实验操作方法。
3. 观察和分析辉光放电过程中气体分子的激发、碰撞、电离、复合等物理过程。
4. 了解低压气体中伴有辉光出现的自激导电现象。
二、实验原理辉光放电球是一种利用高压高频电场在稀薄气体中产生辉光放电的装置。
球内充有稀薄的惰性气体(如氩气、氦气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极,球的底部有一块震荡电路板。
通电后,震荡电路产生高压高频电压并加在电极上,使球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。
当手指轻触玻璃球的表面时,人体即为另一电极,球周围的电场、电势分布不再均匀对称,气体在这两极间电场中电离、复合,而发生辉光。
辉光在手指的周围处变得更为明亮,产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲。
三、实验装置1. 辉光放电球:一个直径约15cm的高强度玻璃球壳,球内充有稀薄的惰性气体。
2. 震荡电路板:产生高压高频电压并加在电极上。
3. 电源变换器:将12V低压直流电转变为高压高频电压。
4. 电压表:测量电极间的电压。
5. 电流表:测量球内电流。
6. 开关:控制实验的通断。
四、实验步骤1. 将辉光放电球放置在实验台上,确保球体稳定。
2. 将电源变换器与震荡电路板连接,将震荡电路板与辉光放电球连接。
3. 打开开关,观察辉光放电球内的辉光现象。
4. 用手指轻触玻璃球的表面,观察辉光在手指周围的变化。
5. 调节震荡电路板的强度旋纽,观察辉光强度和颜色变化。
6. 断开开关,关闭电源,将仪器摆放整齐。
五、实验现象1. 当开启电源后,辉光放电球内出现绚丽多彩的辉光。
2. 用手指轻触玻璃球的表面时,辉光在手指周围变得更为明亮,产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲。
3. 调节震荡电路板的强度旋纽,辉光强度和颜色发生变化。
六、实验分析1. 辉光放电的产生:辉光放电球内充有稀薄的惰性气体,当电极间产生高压高频电压时,气体受到电离作用,产生自由电子和正离子。
辉光放电质谱辉光放电质谱是一种现代物理和化学研究的重要工具。
它被广泛应用于仪器分析,核化学,材料科学,污染控制,药物检测等等领域,是现代科学取得突破性成果所不可缺少的部分。
辉光放电质谱由于其独特的特性,逐渐得到越来越广泛的应用。
原理是,当被放电的物质被激发到某一能量状态时,就会释放出一些辉光粒子,并出现一种特殊的辉光谱。
通过分析这些光谱,就可以得到被放电物质的具体成分及其结构、化学性质和含量等信息。
辉光放电质谱可以根据其具体原理分为电子放电谱学和发射光谱学。
在电子放电谱学中,当原子和分子遭受电子放电侵袭时,就会产生一些复杂的辉光信号,根据这些信号可以推断出被放电物质的结构和成分。
发射光谱学是利用被离子化,电离或催化放电而由激发态过渡至基态而产生的光谱研究,可以推断物质的结构和性质。
辉光放电质谱的灵敏性和准确性使它成为物质分析的重要工具,在化学研究和材料科学研究中得到了广泛的应用,推动了现代科学的发展。
它的应用不仅局限于化学实验,而且在天文学、自动化、医学等其他科学领域也得到了广泛的应用。
由于其通用性,辉光放电质谱实骅在各种研究中得到了广泛的应用。
它能够检测出极微小量(甚至是几乎不可测量的)的物质,这也使它成为医学、环境检测等领域的重要工具。
其原理和技术也被用来开发污染控制领域的新型仪器以及医疗和药物检测中的新型检测方法。
通过辉光放电质谱可以获取关于物质结构和性质的丰富信息,从而对物质进行准确而细致的分析,为新型物质的发现和开发奠定了基础。
辉光放电质谱是一种复杂的技术,其技术和应用正在不断发展,也正在不断推动科学研究的发展和进步。
掌握其原理,能够获得更详细、更准确的物质分析信息,从而为现代科学技术的发展和应用作出贡献。
辉光放电平面二极管-回复什么是辉光放电?辉光放电是一种在低压下,通过电场加速电子而产生的电子激发引起的光辐射现象。
它是在气体或稀薄气态介质(如玻璃、气体等)中发生的一种电流。
辉光放电可见光谱范围通常在红外到紫外之间,波长范围为400-800nm。
辉光放电的形成是由于在电场的作用下,电子被加速,碰撞到原子或分子之后,使它们跃迁到高能级态,随后又跃迁到低能级态而释放出光能。
平面二极管的概念平面二极管是一种电子器件,它由一个被分割成p-n结的半导体片组成,具有电流流动方向的全向性选择性。
它可以将电流在一个方向上传输,而将其在另一个方向上阻止。
平面二极管的主要作用是将电流流向电子器件的其他部分。
辉光放电平面二极管的原理辉光放电平面二极管利用气体放电发光的原理,结合了平面二极管的结构,通过气体放电的方式来产生光。
它的结构是在两个平行的电极之间将气态介质填充。
其中一个电极与p区连接,而另一个电极与n区连接。
当加上适当的电压时,就形成了电场分布,电子在电场的作用下被加速,经过碰撞后释放出光能。
这种放电产生的光能可以通过器件设计来选择性地发射出来,实现特定波长范围的光辐射。
辉光放电平面二极管的应用辉光放电平面二极管在照明和显示等领域有着广泛的应用。
首先,在照明方面,辉光放电平面二极管可以用作照明灯具的主要光源,如白炽灯、荧光灯等。
它可以提供高亮度和高效能的照明效果,同时具有长寿命和低能耗的优点。
其次,在显示方面,辉光放电平面二极管可以应用于平板显示器、电视和手机等设备的背光源。
与传统的冷阴极荧光灯相比,它具有较小的体积和较高的亮度,能够提供更好的显示效果。
此外,辉光放电平面二极管还可以应用于光通信、太阳能发电等领域,为我们的生活和工作带来了很多便利。
辉光放电平面二极管的优势和挑战辉光放电平面二极管相比于其他光源具有多种优势。
首先,它具有高亮度和高效能的特点,能够提供更好的照明和显示效果。
其次,辉光放电平面二极管具有灵活性和可调控性,可以根据需要调整亮度和光谱范围。
大气压下空气间隙的辉光放电及对无纺布表面改性的研究关志成,郝艳捧清华大学深圳研究生院(深圳518055)摘要:重点论述了大气压下辉光放电的研究现状和诊断方法,探讨了大气压下空气间隙辉光放电的可行性,通过试验,对比研究了大气压下3mm空气间隙的辉光放电和均匀的丝状放电,并对比研究了辉光放电和均匀的丝状放电处理聚丙稀无纺布的表面亲水性。
结果表明,在一定条件下,大气压下3mm空气间隙的均匀的丝状放电可以转化为辉光放电;用大气压下空气间隙的均匀的丝状放电处理聚丙稀无纺布时容易烧蚀材料,而用辉光放电不会损坏材料;经大气压3mm空气间隙辉光放电处理过的无纺布,其表面水滴的接触角可由处理前的120°变为60°。
关键词:大气压辉光放电等离子体表面改性工业等离子体工程气体放电1 引言目前,化学纤维已成为国际纺织生产中的主体原料。
但是由于化学纤维结构紧密、结晶度高,是典型的疏水性纤维,难以染色,穿着舒适性差,因此必须对纤维表面进行改性才能扩大其应用领域。
气体放电产生的低温等离子体中存在着大量种类繁多的活性粒子,可以用来对聚合物材料进行表面改性,例如,提高薄膜、无纺布和纺织品的亲水性、可湿性、吸水性、可印性、可染性和粘着性等。
和传统的化学方法相比,用等离子体改善纺织品的可染性具有突出的优点:它不需要使用表面活化剂和大量的水,无废弃物或有毒的副产品,因而具有很好的经济效益和环保效益。
低温等离子体通常是由低气压下的辉光放电产生的,但对于工业生产而言,真空系统的使用难以实现流水线连续生产。
介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge: DBD)在一定条件下转变为均匀的丝状放电(Uniform Filamentary Discharge: UFD),能够在大气压下产生低温等离子体,目前,已在高聚物塑料的印刷、粘合或涂装等工序前的表面处理上实现了工业化应用,而在化纤无纺布和纺织品工业中尚属空白。
辉光放电光谱仪辉光放电光谱仪是一种能够分析物质的组成和性质的仪器。
该仪器主要应用于化学,物理等领域,有着非常重要的研究价值。
工作原理辉光放电光谱仪的工作原理是通过电场的作用使气体放电,使得放电区域的原子和分子激发,进而发射出谱线,通过光谱仪分析这些谱线可以得知物质的化学成分。
典型的辉光放电光谱仪包括以下主要组成部分:气体(或其他物质)放电管、相应的电源、光源(如钨丝灯、镉灯、氙灯等)、单色仪、探测器等。
放电管内充入需要分析的气体,在加入电源的电场作用下,气体分子发生电离、激发、激光等现象,从而在不同的波长范围内产生不同的光谱线。
利用单色仪分离出特定波长的光谱线并进行检测,即可通过检测的光强来得到不同波长的光谱线位置和强度信息,从而得到物质化学成分信息。
分类和应用辉光放电光谱仪广泛应用于物理,化学,无机材料以及地质等领域的元素分析和物质结构分析等方面。
常用的光源包括氢气放电管(HCD),氦气放电管(HeCD),氩气放电管(ArCD),氖气放电管(NeCD)等。
不同的气体放电管的使用范围、分析范围和灵敏度也各不相同,根据实际需求选择不同的放电管和光源以实现实验目的。
由于辉光放电光谱仪的高分辨率、高灵敏度和高准确性,不仅在学术领域具有广泛的应用,同时也被应用于高精度分析领域如金属材料研究,地质学研究,环境监测,和药物研究等多个领域中。
在物质成分分析和结构分析等方面具有突出的优势和广阔的应用前景。
总结随着科技的进步,辉光放电光谱仪正在得到越来越广泛的应用,展示出其在化学,物理等领域中的优秀性能,成为重要的实验手段。
在未来,辉光放电光谱仪有望继续发展并且得到更广泛的应用,助力科学研究的进一步发展。
低温等离子体什么是低温等离子体低温等离子体的产生方法低温等离子体的应用领域什么是低温等离子体?冰升温至0℃会变成水,如继续使温度升至100℃,那么水就会沸腾成为水蒸气。
随着温度的上升,物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程,我们把这三种基本形态称为物质的三态。
那么对于气态物质,温度升至几千度时,将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧,相互间的碰撞就会使气体分子产生电离,这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的火焰就处于这种状态)。
我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态,即等离子体(plasma)。
因为电离过程中正离子和电子总是成对出现,所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等,总体来看为准电中性。
反过来,我们可以把等离子体定义为:正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰,我们可以看到等离子体的存在,而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。
据印度天体物理学家沙哈(M·Saha,1893-1956)的计算,宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。
而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。
此外,对于自然界中的等离子体,我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。
在人工生成等离子体的方法中,气体放电法比加热的办法更加简便高效,诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。
在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值,其密度为106(单位:个/m3)的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体,跨越近20个数量级。
其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K (1-10亿度)。
温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位,1eV=11600K。
通常,等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。
不同气压下氩气介质阻挡辉光放电的特性研究毛志国;冉俊霞;尹增谦;董丽芳【期刊名称】《河北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2004(024)006【摘要】利用双水电极介质阻挡放电装置,采用光学方法和电学方法测量了不同气压下氩气介质阻挡辉光放电发光和转移电荷的时间特性.随气压的增加,放电的光信号脉冲数不断增加.介质阻挡辉光放电的起始时刻都发生在外加电压的下降沿,也就是电压的零点以前,即"过零放电".通过Lissajous图形得到了放电功率.气压小于8.08×104Pa时,介质阻挡辉光放电电压和放电功率随气压变化缓慢增加;在气压大于8.08×104Pa时,介质阻挡辉光放电电压和放电功率随气压变化迅速增加.获得了气压对介质阻挡辉光放电电压和放电功率的影响.【总页数】5页(P589-593)【作者】毛志国;冉俊霞;尹增谦;董丽芳【作者单位】河北大学,物理科学与技术学院,河北,保定,071002;河北大学,物理科学与技术学院,河北,保定,071002;河北大学,物理科学与技术学院,河北,保定,071002;华北电力大学,应用物理系,河北,保定,071003;河北大学,物理科学与技术学院,河北,保定,071002【正文语种】中文【中图分类】O461.2【相关文献】1.大气压氦气同轴双气隙介质阻挡辉光放电研究 [J], 张玉坤;李兰;王广宇;陈梦2.介质阻挡放电中不同厚度气隙内微放电通道的光谱特性研究 [J], 高烨楠;董丽芳;刘莹3.氩气/空气介质阻挡辉光放电特性研究 [J], 李立春;董丽芳;齐玉妍;赵海涛4.不同气压下氦气介质阻挡辉光放电的特性研究 [J], 李成柳;刘文正;严伟;刘星5.不同气压下氩气介质阻挡放电γ过程仿真 [J], 李平;徐俊生;陈兆权因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
辉光放电原理辉光放电原理(GlowDischargePrinciples)是研究带电流体的物理现象的科学理论,它涉及到带电粒子与电场的相互作用,在化学反应中也起着重要的作用。
辉光放电原理是电场加速、激发离子、电子与光分子的相互作用,其中所产生的电场强度与分子的激发状态有关。
它是研究充满带电粒子的电流体的基本原理,在物理、化学、材料科学等诸多科学领域中都具有重要的意义。
辉光放电作用于带电电解质(electrolyte),可以分为大气压式和低气压式两大类。
大气压式辉光放电通常发生在大气中和气体中,由放电空间中的电场加速离子冲击作用以及激发离子和电子释放光引起,这种辉光放电形式被称为大气压辉光等离子体(Atmospheric-pressure glows discharges)。
低气压辉光放电是由放电空间中的电场加速离子施加能量,使离子产生振荡以及激发离子和电子释放光,这种辉光放电形式被称为低气压辉光等离子体(Low-pressure glows discharges)。
辉光放电作用于不同含量的带电物质会产生不同的物理和化学现象,最经典的就是实验历史悠久的石蜡放电,它可以产生持久的蓝色辉光,随后辉光会逐渐变暗。
而辉光放电的化学现象则涉及到带电中离子的行为,如离子的聚集、离子的吸收以及它们产生的带电层的形成等,还有由其引起的共和体的形成,还可以诱发和改变多种物质的物理和化学性质。
辉光放电在实际应用中十分广泛,如石油加工和能源转换中的表面处理以及对固体表面电性和化学性质的改变,尤其在航空航天、医学、材料科学以及化学工程等领域中辉光放电的应用越来越普遍,它已经成为了一种重要的工业技术,用于许多不同的应用。
在现代工业中,辉光放电技术被广泛应用于各种表面处理,可以调整材料的表面电性和化学性质,改变表面的耐腐蚀能力、润湿性和力学性质等,从而延长材料的使用寿命。
同时,辉光放电也可以在空气中激发出振荡的离子和电子,从而可以利用它们产生的光改变大气环境,促进氧化反应和吸收环境中的有害物质等。